与流体力学相关的现象范例(12篇)

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与流体力学相关的现象范文

一、控制变量法

物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。

在初中常见实例如:探究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系等;探究影响力的作用效果的因素;探究滑动摩擦力与哪些因素有关;探究二力平衡的条件;探究压力的作用效果与哪些因素有关;探究液体内部的压强与哪些因素有关;探究浮力的大小与哪些因素有关;探究动能(或重力势能)与哪些因素有关等;探究影响液体蒸发快慢的因素;探究物体吸热与物质种类、质量、温度变化的关系等;探究影响电阻大小的因素;探究电流与电压、电阻的关系;探究影响电流做功多少的因素;探究影响电流的热效应的因素;探究电磁铁的磁性与哪些因素有关;探究影响感应电流方向的因素;探究通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向、磁感线的方向的关系等。

二、转换法

物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。所谓“转换法”,主要是指在保证效果相同的前提下,将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象;将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题;将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法。初中物理在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。

在初中常见实例如:可以通过敲动音叉所引起的乒乓球的弹开来说明发声体在振动;影子的形成可以证明光沿直线传播;月食现象可证明月亮不是光源;物体发生形变或运动状态改变可证明此物体受到力的作用;在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小;通过小桌陷入沙坑的深浅来比较压力的作用效果;马德堡半球实验可证明大气压的存在;运动的物体能对外做功可证明它具有能;研究影响动能大小的因素时,物体动能的大小无法直接测量和比较,通过比较物体滚到斜面底端对其它物体做的功的多少,间接比较动能的大小;扩散现象可证明分子做无规则运动;铅块实验可证明分子间存在着引力;雾的出现可以证明空气中含有水蒸气;用加热时间长短来显示吸收热量的多少;研究电流时通过电流的热效应和磁效应去研究;研究磁场时用放在磁场中的磁体会受到力的作用去研究;指南针能指南北可证明地磁场的存在;可以通过电磁铁吸引铁钉的多少来显示电磁铁的磁性强弱等。

测量仪器:秒表、电流表、电压表、电阻表、弹簧测力计、气压计、微小压强计、温度计、托盘天平、电能表、测电笔等都是转换法的体现。

三、等效替代法

等效替代法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下,将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法。

在初中常见实例如:把不易分析的复杂电路简化为简单的等效电路;研究串、并联电路电阻的关系时引入总电阻(等效电阻)的概念;研究同一直线上二力的关系时引入合力;在研究平面镜成像实验中,用两根完全相同的蜡烛,用未点燃的蜡烛等效替代另一根点燃的蜡烛的像,用玻璃板等效替代平面镜等。

四、建立模型法

即将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示。在初中常见实例如:研究运动时建立匀速直线运动的模型;研究液体压强时用液柱模型;研究连通器原理时用液片模型;用简单的线条代表杠杆;研究光现象时用到光线模型;研究磁现象时用到磁感线模型;电路图是实物电路的模型;研究肉眼观察不到的原子结构时建立原子核式结构模型等。

五、类比法

在认识一些物理概念时,我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比,以帮助我们理解它。在初中常见实例如:内能与机械能类比;用弹簧连接的小球类比存在着相互作用力的分子;在研究电流时,用水流进行类比;认识电压时,用水压进行类比;用抽水机类比电源;原子结构与太阳系;水波和电磁波等。

六、理想实验法

理想实验法是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。

在初中常见实例如:伽利略斜面实验;推导出声音不能在真空中传播;推导出牛顿第一定律;推导出电荷的种类等。

七、比值定义法:

比值定义法就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。

在初中常见实例如:速度、密度、压强、功率、比热容、热值、电流等概念公式采取的都是这样的方法。

八、积累法

在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量。

在初中常见实例如:测量一枚大头针的质量;测量出一张邮票的质量;测量出心跳一下的时间;测量出导线的直径等。

九、比较法

比较法是通过对不同的物理概念、定义或事物进行比较,发现它们之间的内在联系和根本区别,找出研究对象的相同点和不同点,从而进一步揭示事物的本质属性,它是认识事物的一种基本方法。

在初中常见实例如:比较惯性和惯性定律的区别;比较蒸发和沸腾的特征;比较汽油机和柴油机的结构和工作原理;比较发电机和电动机的结构、原理、能量转化;比较电压表和电流表的使用规则等。

十、归纳法

归纳法是从个别性知识,引出一般性知识的推理,是由已知真的前提,引出可能真的结论。

在初中常见实例如:在日常生活中了解到各种声音都是由于物体振动产生的,从而归纳出:一切发声体都在振动的结论;通过铜、铁、铝、银等金属能导电归纳出金属都能导电等。

十一、图象法

与流体力学相关的现象范文1篇2

关键词:传热学;教学探讨;基本概念

中图分类号:G642.3文献标志码:A?摇?摇?摇?摇?摇文章编号:1674-9324(2014)06-0160-02

科学技术迅猛发展,知识更新的周期大大缩短,新学科、新领域的不断出现并很快转变为生产力。《传热学》是热能工程专业的一门主干课程,也是发展石油化工科技的支柱学科之一。长期以来,它围绕热传递现象的基本规律与工程计算,形成了一整套课程教学体系,在传授知识方面发挥了积极的作用。然而传热学虽然属于技术基础学科,但它不像流体力学和工程热力学那样系统严谨完备而偏于理论,而是一门发展中的实用性较强的工程学科。因此,对于传热学教学来说,应更注重培养学生理解传热现象的物理意义,教给学生解决实际问题的方法。下面我就按照《传热学》课程的顺序,谈谈在教学方面的切身体会。

一、绪论部分

这方面的教学内容除了介绍某些最主要的基本概念外,主要应该是加强内容的连贯性和系统性,使学生对学科结构和三种常见的传热方式建立起较完整的轮廓。这部分着重讲述两个问题:(l)传热的三种基本方式;(2)传热过程与传热系数。此外,向学生介绍一些参考书,培养他们的自学能力。为了激发学生的学习热情,我举了日常生活中经常碰到的两个例子:①为什么热水瓶中的水在相当长的时间内不会冷?②我们吃烫的食物时,舌头、嘴巴都有哪些习惯动作?这两个问题一个是常见的事物,另一个是学生的亲身体验。让学生带着这两个问题,我把传热的三种基本方式讲了一遍,并简要地介绍了热阻的概念。这样在课程一开始就吸引学生的兴趣,让他们带着问题进行下面的学习。

二、导热部分

由于现在的高等教育从“精英教育”向“大众教育”转变,学生的培养目标是以应用型的工程技术人员为主,所以除了推导导热微分方程外,更注重对一个具体问题微分方程的建立,边界条件从已知条件的抽象,以及对所得结果的物理意义的分析,在物理概念上多花功夫,使之对传热学的基本概念加深印象。对于稳态问题,一般采用导热微分方程(或傅立叶定理)加边界条件便可求解。热阻法在稳态求解中简便和直观,并且用类比法与电阻联系起来,使学生能理解一维稳态下热流处处相等(串连)。在教学方法上,采用由浅入深的教学方法。例如:在讲变导热系数的导热问题时,先讲定导热系数的求解方法,然后通过数学推导,得出只要求出变导热系数的平均值,可把变导热系数的问题转化为定导热系数问题的结论。在肋片导热的教学过程中,先讲装肋片的必要条件,然后建立数学模型,并给出精确解、近似解、修正解。让学生掌握对具体对象的数学建模,明白精确解和近似解之间的差别,懂得工程上对某些问题进行近似的合理性。这样处理,思路清楚,由简到繁,步步深入,加强了各内容之间的联系。对于非稳态问题,首先要向学生讲解什么是非稳态,它和稳态传热有什么区别?一般非稳态的问题都要查图表,学生只要认真做几道习题一般都能掌握图表的查阅方法。这部分的重点是集总参数法,用毕渥数来判断能否使用集总参数法,毕渥数的物理意义是表征内部导热热阻与外部对流热阻的比值,当然毕渥数要小到一定程度才能用集总参数法。这时物体内部的导热热阻远小于其表面的换热热阻,物体内部的温度趋于一致,以致可以认为整个物体在同一瞬间均处于同一温度下。这些物理意义既可以使学生更深刻理解计算公式的推导基础,也可以使学生灵洁运用所学公式解决工程计算问题,此外它更是学生对新问题进行简化分析的理论依据。

三、对流换热部分

影响对流换热的因素有五个方面:(1)流体流动的因素;(2)流体有无相变;(3)流体的流动状态;(4)换热表面的几何因素;(5)流体的物理性质。在这一部分我们最关心的是对流换热系数,通过分析知道粘性流体在壁面上流动时,由于粘性的作用,在靠近壁面的地方流速逐渐减小,而在贴壁处流体将被滞止。贴壁处这一极薄的流体层相对于壁面是不流动的,壁面与流体间的热量传递必须穿过这个流体层,而热量传递方式只能是导热。因此将傅立叶定律应用于贴壁流体层,就把对流换热系数和流体的温度场联系起来。为了求解有关未知数,需用质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程,这就使学生对对流换热系数的求解过程有总体的概念。对“对流换热的数学描写”、“层流边界层微分方程组”等内容,注重对建立方程的简化,假设条件的讲解,以及有关准则数物理意义的分析,即把时间花在重点和难点的讲解。这部分的实验关联式较多,主要讲解特征长度的选取,定性温度的选择,局部换热系数和平均换热系数的区别。对某一具体问题如何选择恰当的关联式以及在允许的误差范围内对同一问题用不同公式计算的合理性,培养学生工程应用能力。对于特征数方程和实验数据存在误差的问题,要引导学生用辨证和发展的眼光来看待,一个复杂的物理现象往往要经历长时间的探索,而目前的误差反映了现有的认识水平。

四、热辐射部分

我们把这部分的主要概念分成四组:(1)吸收率、反射率、透射率以及对应的黑体、镜体、透明体;(2)黑体辐射力、黑体单色辐射力及黑体辐射基本定律;(3)黑度、单色黑度及定向黑度;(4)投入辐射、光谱吸收比、灰体及基尔霍夫定律。每一组的概念存在数量关系和交叉关系。通过这种有意识地划类比较,更能清楚地揭示概念之间的内在联系,“信息”特征鲜明,从而有利提高学生的理解性、记忆力。角系数是这一部分的重点和难点,为了让学生理解角系数是与几何相对位置有关,我举了大量的例子,让学生在解题过程中灵活应用角系数的各项性质,加深理解。在多表面系统辐射换热的计算中,采用换热等效网络图,重点讲解了有一个表面为黑体和有一个表面绝热的区别,这样学生就明白为什么一个能采用并联热阻的求解法而另一个却不能的原因。

传热学是一门工程应用性很强的学科,需要考虑综合经济问题,像如何正确处理增强传热和流动阻力增大的矛盾。能量守恒是热传递现象所遵循的一个基本规律,《传热学》的形成、发展与它的运用息息相关。能否通过课程教学深刻理解热传递过程与能量守恒的关系,并基本掌握建立能量方程的方法与技巧,就成为提高学生解决问题能力的关键之一。随着计算机的迅速发展及应用的普及,热物理问题的数值模拟方法已越来越显示出其重要的作用,向学生介绍一些大型的商业计算软件,如:Fluent、ANSYS等,同时使学生了解传热学在现代生物医学、高新技术中的重要作用,这能够启发学生善于发现和解决工程问题,调动学生的学习积极性以及学习的创新热情,进一步巩固所学理论知识,提高工程实践能力和学习兴趣,培养应用型高级技术人才。

参考文献:

与流体力学相关的现象范文

关键词:流体力学教学方法自主实验抽象到具体工科院校

中图分类号:O35文献标识码:A文章编号:1674-098X(2016)12(c)-0199-02

流体力学是力学的一个重要分支,是流体机械专业重要的专业基础课,在航空、航天、航海、水利、机械等领域拥有广泛的应用,因此学生学好这门课对后续课程的学习以及日后从事相关研究工作非常重要。但流体力学不同于理论力学、材料力学等力学学科,流体力学研究对象比较抽象,通俗来讲就是研究对象看不见、摸不着,理论性强、数学表达式复杂非线性强,讲课好像有点空对空的感觉。一些关键概念比如雷诺输运定理、随流导数等学生理解起来比较困难,如果纯粹从数学角度开展教学,学生听起来比较枯燥、积极性不高、课堂互动性不强。为了提高教学效果,目前国内很多流体力学教学工作者已经探索了很多教学方式方法,比如哈尔滨工业大学的“流体力学的多尺度创新性实验课”[1]、南京航空航天大学的“流体力学设计性实验竞赛”[2]、北大通过结合重大事件与自主试验调动学生积极性、培养创新精神[3-4]等。

本人目前承担工程流体力学、实验流体力学、计算流体软件应用分析以及流体教学实验开发等与流体力学相关的教学工作并从事一定的科研工作,本人能从理论、实验、计算等不同层面并结合自己的科研工作对流体力学教学方式方法进行一些尝试,中心理念是站在学生的角度,从流动本质讲授,让抽象的知识具体化、形象化。该文将结合自己的教学经历谈几点这方面的体会。

1赋予公式物理含义,让公式形象化、理论生活化

流体力学与学生在基础课学习阶段学习的大学物理、理论力学、材料力学中的力学在本质上是相同的,依然要满足牛顿第二定律,同时满足质量守恒定律、能量守恒定律,但在研究方法与研究对象方面存在很大的差异。流体力学所采用的研究方法主要是欧拉方法,研究对象是流场。流场是个空间概念,而质量守恒、动量守恒、能量守恒这三大守恒定律仅适用于流体质点或者流体质点组成的体系。这就需要把流场与质点或者体系两种研究对象、欧拉方法与拉格朗日方法两种研究方法联系起来,换句话讲就是如何用空间流场参数的分布与变化表示流体质点或者体系运动参数的变化,随流导数和雷诺输运定理就是建立这种关系的桥梁。随流导数在数学形式上是某种物理量对时间的全微分,从数学角度讲解学生没有任何异议,但这不代表学生理解了它的物理内涵。随流导数由当地导数与迁移导数构成,首先需要让学生明确随流导数对象是流体质点,三大守恒定律适用于它;当地导数与迁移导数针对流场,其中当地导数表征流场参数随时间变化,即流动是定常的还是非定常的,迁移导数表征流场参数空间分布均匀性,在此三大守恒定律不适用。下面的问题是让学生如何理解两者之间的关系。首先举个简单的例子,让学生从感性上认可这种关系,即可以用空间流场的变化与分布表示流体质点运动参数的变化。比如以教室里温度分布为例,夏天或者冬天开空调,教室里面温度分布不均。假定空调功率稳定,此时可以认为温度空间分布是稳定的。一个人在教室里面走动,感受到温度的变化,并且走动速度越受到的温度变化越快,这时人感受到的温度的变化是教室温度场分布均匀度与人走动速度两者的综合效应,这部分由温度空间分布不均导致,对应随流导数中的迁移导数。假如空调功率不稳,那教室里温度也不稳定,此时即便站在一个位置不动,也能够感受到温度的变化,这部分对应随流导数中的当地导数。假如人走在一个空调功率不稳定、温度空间分布不均匀的教室里,这时人感受到的温度变化就是以上两种作用的综合效应,对应随流导数,也就是质点温度对时间的变化率。人比拟到流场里面就是一个质点的角色,流体质点温度随时间的变化率可以用流场温度的空间分布与变化表征,即可以用流场的信息获得流体质点运动参数的变化。这样学生理解起来比较容易、比较具体,并且对公式的物理内涵理解也比较深刻。雷诺输运定理其实是随流导数的积分形式,这部分给学生讲透了,雷诺输运定理理解起来也就比较容易。随流导数、雷诺输运定理的理解非常重要,它是一种研究方法、思维方式的转变,是开展流体动力学研究的基础。

任何一个数学公式都有其物理含义,授课过程中要力争从学生理解的角度,从公式背后的物理含义与物理过程角度讲解,并辅以生活中的例子,让公式形象化、理论生活化。

2开设自主创新实验,让问题具体化,提高学生积极性、提升学生综合能力

第一部分立足于学生对关键知识点的理解,这部分谈谈如何让学生带着兴趣去学习、创造性应用所学知识。

与理论相比,学生更喜欢自己动手去开展一些探索性试验。同时结合数值仿真让看不见摸不着的流场具体化、图像化,这对提高学生学习、探索、思考问题的积极性非常有益。在教学过程中可以给学生布置一些探讨性课题,让学生组成团队,独立从理论分析、数值仿真及试验验证方面开展课题研究,采用答辩的方式把讲台交给学生,提高学生的应变能力以及学生的参与度,针对一个课题让大家共同探讨。理不辩不明,通过辩论加深了学生对问题的认识,增强了学生学习的积极性,培养了学生独立分析问题的能力与团队协作精神,而独立分析问题能力与团队协作精神是大学教学一个关键的落脚点。下面举一个教学中的例子。

圆柱绕流以及圆柱在流场中所受阻力是一个经典的流动现象,可以让学生从试验、数值仿真的角度去研究分析影响阻力的因素并给出影响规律。试验设备方面实验室提供拖拽力实验设备,主要功能为测量圆柱在流场中所受阻力。该实验设备提供了3种测量阻力的方法:(1)用天平直接测力;(2)测量出口速度分布,采用动量定理计算出阻力;(3)测量圆柱表面压力分布计算所受阻力,同时可以调节来流速度。计算软件方面提供给学生相关计算流体软件并讲授软件基本功能与操作。让学生自由组团,独自开展研究方案设计、试验与数值仿真、结果对比分析与报告撰写,公开答辩、互动参与。这样学生结合实验与数值仿真结果进行对比分析,对流速、流态对圆柱阻力的影响理解就比较深刻,同时学生在这个过程中锻炼了独立分析解决问题的能力,培养了协作精神。

3贴近生活,学习趣味化

人类生活在流体中,很多生活中的现象都可以用流体知识解释,因此在教学中可以尝试着让理论走进生活,让学习充满趣味。

比如好多男学生喜欢踢足球,估计弧线球很多学生也会踢,但足球的轨迹为什么呈弧形,可能好多学生不知道,可以把这个问题提出来让大家讨论。上课时,提出这个问题后整个课堂氛围一下就活跃起来了。这时候与学生一起分析足球近壁面流动并结合伯努力方程讲解足球的受力,学生一下就明白了足球轨迹为什么可以呈弧形。再比如还可以播放一些生活中有趣流动现象的视频与图片,引导学生分析与讨论。

4考核多元化

流w力学要想充分调动学生的积极性,还需要对考核方式做调整,不再唯卷面分数论。本人在教学实践中从以下几个方面进行考核:(1)卷面成绩;(2)创新性综合实验,综合考虑试验效果、结果分析、答辩情况等;(3)课堂互动,对于在课堂上积极互动提出疑问的同学给予平时成绩加分,甚至可以将讲台交给学生,让学生给大家讲解;(4)课后作业与讲解,鼓励学生给大家讲解,并给予加分鼓励。

5结语

流体力学是一门学生认为比较难的专业基础课,作为授课老师应该站在让学生容易理解的立场,从流动的物理概念和物理过程出发,赋予抽象难解的理论、公式具体的物理含义,并结合常见的流动现象让理论形象化、生活化;开展自主创新综合试验结合数值仿真,让抽象的流动具体化、图形化,提高学生的积极性、激发学生的创造性、培养学生的团队合作精神;把讲台交给学生,通过课题答辩、习题讲解,增强学生互动;让理论走进生活,引导学生用流体力学理论知识分析生活中的流动现象,提高学习的趣味性;通过多元化的考核,增加学生学习的积极性。总之,以学生为本,从物理本质上讲解理论知识,让理论走进生活贴近生活,从抽象到具体,多层次增强学生对知识的理解。

参考文献

[1]李小斌,李凤臣,姜宝成,等.基于创新意识培养的流体力学实验教学探索[J].实验实践教学,2014(15):119-121.

[2]金志光.工科高校培养创新思维的流体力学设计性实验竞赛[J].科技创新导报,2009(8):145-146.

与流体力学相关的现象范文篇4

楞次定律一直是高中物理教学的难点,主要体现在以下几个方面:

1.1规律的表述很隐蔽

新课程人教版和教科版教材中楞次定律的表述为“感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”.可以看出,虽然楞次定律是感应电流方向遵循的规律,但并不是直接描述感应电流的方向.

1.2常规探究实验存在的弊端

常规教学一般是采用如图1所示的装置进行实验探究.

(1)电流方向不直观.实验时需要学生先用电源探明线圈绕向跟电流表指针偏转的关系,进行思维的转换.

(2)中途需要转化探究问题.一开始让学生从实验探究“感应电流方向与磁通量变化、原磁场方向间的关系”.在学生找不出规律的情况下,再引出感应电流的磁场这样一个“中介”,转化探究的问题.

(3)需要学生处理的信息量太大.信息加工学习理论的观点认为“人的信息加工能量是有限的,一个人在每一时刻只能加工数量有限的信息”.在这个实验中,学生需要记录四种情况下感应电流的方向、磁通量变化、原磁场方向、感应电流的磁场方向、感应电流磁场方向与原磁场方向的关系等.实验现象涉及的因素多,各种因素间的关系复杂,从中寻找规律难度大.

(4)整个探究过程难以体现学生的主动性.老师提供记录表格、启发找出“中介”、引导得出“阻碍”作用,基本上是老师在“牵”着学生走.这样的教学不利于促进学生科学思维和探究能力的发展.

1.3对“阻碍”的理解是个难点

教学中老师引导学生从探究实验得出规律,但学生在这个实验中对阻碍体会不深.所以在得出规律后,老师一般会设计一系列练习,从相对运动、磁通量变化、能量变化等角度,引导学生从不同角度理解“阻碍”的含义,加深、拓展对“阻碍”的理解.

新课程的核心理念是以人为本,以学生的发展为本,倡导老师在课堂教学中要关注学生的学习过程、关注学生的发展.物理教学基本特征理论指出“物理教学要坚持以创设问题情景为切入点,以观察实验(事实)为基础,以培养学生思维能力为核心,以提升学生探究能力为重点”.

如何进行楞次定律教学,才能既符合新课程理念,又能很好地突破难点;创设什么样的问题情景、什么样的实验环境和氛围,才利于学生进行探究、寻找规律,才能有效促进学生探究能力的发展;如何设问,才能启发学生深入思考,在获取知识的同时促进学生科学思维.

2新的思考

我们依据新课程理念、物理教学基本特征理论,做了一些大胆的创新尝试.

2.1降低实验难度,转化探究问题

学生实验设计如图2所示,直接探究感应电流产生的磁场遵循的规律.实验操作简单,现象直观明显.

2.2突出观察体会“阻碍”作用

在这个实验中,当磁铁插入或拔出线圈时,观察到的现象是线圈与磁铁发生排斥或吸引作用,此时线圈就相当于一个磁铁,用行动阻碍了相对运动、阻碍了磁通量的增大.线圈中感应电流产生的磁场表现出的这种“阻碍”作用,在进行实验探究时,就让学生观察、体会.如果学生在探究实验中就理解了“阻碍”的真实含义,那么在应用规律解释相关问题、判断感应电流的方向时,学生就能运用自如,就能自觉地用“阻碍”去分析问题.

2.3理解规律的实质

楞次定律是能量转化与守恒定律在电磁感应中的具体体现.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.因此,为了维持原磁场磁通量的变化,就必须有外力作用,这种外力将克服感应电流的磁场的阻碍而做功,将其他形式的能转化为感应电流的电能,因此阻碍的过程就是能量转化和守恒的过程.对这一点让学生在探究实验的过程中就能有所体会.

3教学实践

教学片段呈现:

环节一创设情景,提出问题

演示实验:如图3所示,一根两端开口的细长玻璃管竖直放置,将一小磁块N极向下从管的上端开口处释放.观察到磁块很快就从管的下端出来.将玻璃管换成等长的细铝管后再做实验,观察到小磁块“慢慢悠悠”从管的下端出来,与从玻璃管中出来相比明显慢了许多.

提出问题:请同学们思考,在铝管中是什么阻碍了小磁块的运动?

学生分析:当小磁块通过铝管时,穿过铝管的磁通量发生变化,铝管中产生了感应电流,感应电流产生的磁场对小磁块施加力的作用,阻碍了小磁块的运动.

再观察:将小磁块S极向下重复以上操作,观察到的现象同上.

进一步思考:请同学们从能量守恒角度解释一下,为什么一定是阻碍作用.假如不阻碍会怎样?

引导学生分析:在铝管中下落时,如果没有阻碍作用,小磁块的机械能守恒,那么铝管中产生的感应电流的电能哪来的?如果不是阻碍而是促进运动,小磁块的机械能将增加,同时铝管中又出现了电能,增加的能量哪来的?这显然违背了能量转化与守恒定律.小磁块在下落过程中克服阻碍作用做功,将机械能转化为了电能.因此,阻碍是必然的.

提出问题:通过实验发现,磁铁运动引起的感应电流产生的磁场总是阻碍磁铁的运动.磁铁运动并不是引起感应电流的一般条件,那么感应电流产生的磁场到底具有什么样的特点和规律呢?我们需要寻找更普遍的规律.

思考:对感应电流的磁场,你想研究些什么内容?

引导学生提出探究问题:探究感应电流产生的磁场B′与磁通量的变化ΔΦ、原磁场B之间存在什么关系?遵循什么规律?

这样改进的优点:

(1)从实验创设的情景直接形成本节课要研究的问题.这个实验情景形象直观,不仅激发了学生的兴趣,复习了产生感应电流的条件,形成本节课要研究的问题,而且使学生有解决问题的期待.

(2)与传统实验相比,在探究实验前就将研究的问题进行转化,直接探究感应电流的磁场.避免让学生在找不出感应电流方向的规律之后再进行转化,克服了寻找中介的困难.

(3)学生在解释实验现象的过程中,从受力、能量角度初步感受体会了感应电流磁场的“阻碍”作用,为后续的实验探究奠定了一定基础.

环节二实验探究,总结规律

学生分组实验:实验装置为条形磁铁、细绳悬挂的轻质线圈.图示记录的实验现象、ΔΦ变化、B方向、B′方向如图4所示.

归纳总结:学生用自己的语言描述寻找的关系.教师再介绍历史上的(或更全面研究的)一些实验,最后归纳出楞次定律.

这样改进的优点:遵循简约原则,简化了实验方案,利于突破教学难点,体现在以下几个方面.

(1)实验方案简单,现象直观,便于学生操作、观察、记录.从线圈的摆动直接判断得出感应电流的磁场方向,避免了读电流,找中介的困难.如当磁铁N极向右靠近线线圈,线圈向右摆,与磁铁发生排斥,学生很容易就能根据同性相斥、异性相吸判断出线圈左端为N极.

(2)用图示简化了实验记录,比文字形象直观,便于归纳总结.降低了思维难度,学生自己就能独立得出结论.

(3)创设的探究情景单一,需要学生处理的信息量不大.虽然是简单枚举归纳,没有在更普遍、更大范围内进行实验,得到的结论是否对切割磁感线、没有相对运动的情景也适用呢?但因为楞次定律是教学中的难点,如果面面俱到,势必会增大教学的难度.既使是做了三种情景的实验,也是不完全归纳.笔者认为,何不就让学生做一种情景的实验,亲身经历探究过程,体会物理研究的方法,体会“阻碍”的含义,从而得到“感应电流的磁场阻碍磁通量的变化”,为学生理解楞次定律奠定基础.

教材中选用螺线管的四组实验得出楞次定律采用的是简单枚举归纳法,仅从这四个实验现象得出的规律是否具有普遍意义,学生会心存疑虑.这个教学设计看似也只是从磁铁铝环实验探究得到规律,但在开始探究之前,学生已经发现,电磁感应现象中存在的相同的物理内因,就是能量转化和守恒定律.在此基础上,将“阻碍相对运动”这种行为表现,转化为“阻碍磁通量的变化”这种电磁感应现象中一般表述,探究得出的结论即具有普遍意义,探究采用的是科学归纳法,展示了科学思维的严谨性.

(4)突出对阻碍的理解.在实验探究这一环节,就让学生从阻碍相对运动、阻碍磁通量的变化、遵循能量守恒等方面,去真实地体会感受、体会“阻碍”的作用,从不同角度理解“阻碍”的含义.

环节三实验验证

学生实验:如图5所示,用发光颜色不同的二极管显示螺线管中的电流方向,用右手四指按电流方向握住螺线管,拇指指向为感应电流磁场方向,条形磁铁上标注原磁场方向,学生能直接“看到”感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系.让学生尝试能获得感应电流的多种情景,如条形磁铁运动、螺线管运动、二者相对运动,并验证感应电流的磁场和原磁场方向的关系.

此环节的目的:

(1)前面实验探究得到感应电流磁场方向与原磁场方向间的规律.但是无论是感应电流的磁场方向还是原磁场的方向都无法直接看到,通过这个实验装置,原磁场方向用磁铁上的箭头方向指示,感应电流的磁场方向通过拇指的指向指示,二者方向关系能够直观显示出来,实现实验验证这个目的.

(2)在进行验证的同时,也完成了本节课的最后一个环节,复习了感应电流方向和感应电流磁场间的关系,并最终明确了由楞次定律判断感应电流方向的方法.即教材所述:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.

4教学效果

与流体力学相关的现象范文篇5

事物之间都是相互联系的,物理量也不例外.当一个物理量与几个因素都有关系时,我们要控制其他因素不变,只改变其中的一个因素,研究物理量与这个因素的关系;之后再控制别的因素不变,改变另一个因素,研究物理量和它的关系……这种分别控制、逐一研究的方法就叫做“控制变量法”.

初中物理教材中,很多物理概念的形成、规律的产生、实验的设计等等,都采用了控制变量法.控制变量法是初中物理知识中最重要最常见的研究方法,同学们一定要认真对待.

例1(2006年三明)某物理学习小组,选择如图1所示的四个透镜进行探究实验(其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜,它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成):

(1)为了探究凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系,小组同学应选择图1中的哪两个凸透镜做实验?答:____(选填字母序号).器材确定后,接着小组同学让一束与主光轴平行的光,分别经过两凸透镜后会聚于焦点处,如图1的甲、乙所示.

比较两次实验的现象,可以得到的结论是:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越____.

(2)如果选择A、B两个透镜,他们还可以探究凸透镜的焦距大小与____的关系.

分析与解答:(1)探究凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系时,应选择材料相同的凸透镜,因此应选择A、C两个凸透镜做实验.比较两次实验的现象,可以得到的结论是:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越小(或短).(2)A、B两个透镜的球形表面弯曲程度相同,但材料不同,因此可以探究凸透镜的焦距大小与材料的关系.

例2在探究导体的电阻跟哪些因素有关时,某老师引导学生作了如下的猜想:

猜想1:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关;

猜想2:导体的电阻可能跟导体的长度有关;

猜想3:导体的电阻可能跟导体的材料有关.

图2是他们进行实验探究的器材,演示板上固定了四条金属电阻丝.a、b、c长度均是1m,d的长度是0.5m;a、b的横截面积相同,材料不同;a、c的材料相同,但c的横截面积大于a;a、d的材料和横截面积都相同.

(1)在探究电阻跟横截面积的关系时,可依次把M、N跟____的两端连接,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根金属丝电阻的大小.

(2)依次把M、N跟a、d的两端连接,闭合开关,记下电流表示数,分析比较a、d两根金属丝电阻的大小,可探究电阻跟____的关系,其结论是:____.

(3)以上方法在研究物理问题时经常用到,被称为控制变量法.试根据学过的物理知识再列出两例用这种方法研究的问题:____.

(4)一般说来,所有物体都有电阻,探究过程中,又有同学提出猜想4:电阻还可能跟温度有关.请用一个废灯泡的灯芯设计一个实验来研究这个问题,要求:①说出方法;②画出电路图.

分析与解答:导体的长度、横截面积、材料和温度是本实验中的四个变量,因此,要研究电阻与其中一个变量的关系,需要控制其他三个量不变.

(1)研究电阻跟横截面积的关系时,应控制长度、材料、温度不变,由题设条件,应依次把M、N跟a、c的两端连接.

(2)a、d的材料、横截面积相同,显见,比较它们电阻的大小,可探究电阻跟长度的关系.其结论是:在导体的材料、横截面积相同时,导体越长,电阻越大(或导体电阻跟长度成正比等).

(3)控制变量法应用十分普遍,除此之外还有:研究电流与电压、电阻的关系;研究压强与压力、受力面积的关系等.

(4)略.

例3滑动摩擦力在研究相关物体运动情况时起着重要的作用.通过实验探究已经知道,滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关,也与接触面之间的压力有关.有些同学猜想“滑动摩擦力可能还与接触面的大小有关”.请你从以下器材中选出部分器材,设计实验对此猜想进行检验.

器材:a.斜面b.带钩的正方体木块c.带钩的长方体木块d.表面平整的长木板e.几条毛巾f.直尺g.弹簧测力计h.硬纸板

(1)你所需要的实验器材(用器材前面的字母表示):____.

(2)简述主要的实验步骤:____.

分析与解答:本题中提出问题的方法叫“假说”,设计实验的思想是控制变量法.因此在设计实验时,一定要保证接触面粗糙程度和压力不变,仅让接触面的大小发生变化.(1)实验器材为c、d、g.(2)实验步骤为:①将长方体木块平放在水平放置的长木板上,用弹簧测力计拉着它匀速前进,观察并记录这时弹簧测力计的示数;②将长方体木块侧放在长木板上,用弹簧测力计拉着它匀速前进,观察并记录这时弹簧测力计的示数;③比较两次弹簧测力计的示数,即可初步检验上述猜想;④重复几次上述3个步骤.

在初中物理课本中,用到控制变量法的实验比较多,例如:

1.研究滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度的关系;

2.研究物体的动能的大小与质量和速度的关系;

3.研究压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小的关系;

4.研究电磁铁的磁性与线圈的匝数和电流大小的关系;

5.研究导体电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积的关系;

6.研究电流与电压、电阻的关系(即欧姆定律);

7.研究不同物质的吸热能力.

在研究看不见的物质或现象时,可以通过研究该物质或现象所产生的可见的效果,由此进一步分析物质或现象,这种方法叫转换法.值得注意的是,等效替代法虽然也包含有转换法的思想,但其研究主体已发生转移,而转换法则是通过研究主体所产生的效果来上溯其原因的一种研究方法.

例4在体育课上练习投掷铅球时,小楠想借此探究重力势能的大小与哪些因素有关.请你帮他完成设计过程.

(1)你将选择哪些实验器材?

(2)写出实验步骤.

(3)说出实验中判断重力势能大小的方法.

分析与解答:此题将同学们所熟悉的体育课场景转化为物理情景,同学们一般会想到利用铅球陷入沙子的深浅程度来判断重力势能的大小,这种方法就是转换法的应用.(1)质量不同的两个铅球(也可添加刻度尺).(2)根据课本知识可知,重力势能的大小与重力和高度有关,所以在设计实验步骤时应考虑这两方面,并注意控制变量法的使用.实验步骤为:①让同一铅球从不同的高度落下;②使质量不同的两个铅球从同一高度落下.(3)观察沙子凹陷程度,凹陷程度越大,则重力势能越大.

例5(2006年南京)小明和小华做“探究导体电阻大小与长度的关系”的实验.他们准备在图3中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源电压恒定,忽略灯丝电阻受温度变化的影响,待用电阻丝的规格如下表.

(1)他们应选择序号为____的两根电阻丝来探究.

(2)正确选择后,他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间,闭合开关,通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小.实验中,两次电流表指针均有偏转,但第二次的示数小于第一次的示数,说明第二次接入电路的电阻丝的阻值____(填“较大”或“较小”),同时小华发现第二次实验中灯泡不亮,你认为原因是____.

(3)以上(2)中判断电阻大小关系的方法在初中物理中经常用到,以下描述中能体现这种方法的是().

A.水压使水管中形成水流,类似地,电压使电路中形成电流

B.根据物质在常态下的形状和体积是否固定,可将物质分为三态

C.通过观察木块被运动物体撞击后移动距离的大小,可比较运动物体动能的大小

D.研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,应控制接触面粗糙程度相同

(4)科学研究表明:在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下,导体电阻的大小与长度成正比.你认为他们用上述(2)中的方案能否得到这个结论?请用欧姆定律加以解释.

(5)若电流表损坏,换用一只电压表,仍然利用上述器材来探究导体电阻的大小与长度是否成正比,请画出一个能反映该实验原理的电路图.(电阻丝用电阻符号表示,导线根数不限)

分析与解答:此题考查设计实验、分析与论证、评估等方面的能力.在第(3)问中用到了转换法.另外在设计探究过程中,还应注意控制变量法这一最常用物理研究方法的应用.(1)因为是“探究导体电阻大小与长度的关系”,所以应选择序号为2和4的两根电阻丝.(2)由于第二次电流表的示数变小了,说明第二次接入电路的电阻丝的阻值较大;第二次实验中灯泡不亮,是因为灯泡两端的电压太小,实际功率太小,不足以发光.(3)此实验中判断电阻大小关系的方法用到了转换法,只有选项C用到了这种方法.(4)不能得到这个结论.根据欧姆定律可知,在电压一定的条件下,通过导体的电流与导体的电阻成反比,而此方案不能控制电阻丝两端的电压一定.(5)如图4.

在初中物理课本中,用到转换法的实验比较多,例如:

1.利用小球的振动来判断发声体在振动;

2.判断电路中是否有电流时,可通过电路中的灯泡是否发光去确定;

3.通过扩散现象研究分子的热运动;

4.电磁铁的磁性强弱可通过它吸引大头针的多少来确定;

5.判断磁场是否存在时,可用小磁针放在其中看是否转动来判断;

6.利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果;

7.根据小球将木块推动的远近来判断小球动能的大小.

将某个物理量、物理装置、物理状态(或过程),用另外一个物理量、物理装置、物理状态(或过程)来替代,得到同样的结论,这种方法叫“等效替代法”.在间接测量中,有许多物理量的测量都利用了等效替代法.

例6(2007年大连)图5是探究平面镜成像规律的实验装置.

(1)用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于____.

(2)如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择____mm厚的玻璃板做实验.

(3)如果玻璃板没有放正,将对实验产生什么影响?____.

(4)使点燃的蜡烛在两个不同的位置,分别测出了物距和像距相等的两组数据,得出实验结论之一:“像距与物距相等”.你认为这种方法是否合理?____.理由是:____.

分析与解答:“探究平面镜成像的规律”是光学中的一个重要实验,该实验中为了明确像和物体的大小、距离等关系,用到了等效替代法,即用一根同样大小的未点燃的蜡烛和玻璃后面已燃蜡烛的像去重合,从而替代已燃蜡烛的像.在第(1)问中用玻璃板代替平面镜,主要是为了看到玻璃板后面的蜡烛.在第(2)问中,由于玻璃板的两个表面都会成像,实验中应尽量选择较薄的玻璃,减小两个像的距离,从而减小误差.在第(3)问中,如果玻璃板没有放正,倾斜了,所成的像在白纸上方或下方,不利于找到像的位置.在第(4)问中,寻找规律时一般最少有三组数据.答案是:(1)透过玻璃看到像,进而找到并画出像的位置(2)2(3)有可能找不到像(4)不合理两组数据太少

例7(2007年玉溪)“曹冲称象”的故事流传至今,最为人称道的是曹冲采用的方法,他把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重.人们把这种方法叫“等效替代法”.请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题.

【探究目的】粗略测量待测电阻Rx的值.

【探究器材】待测电阻Rx、一个标准的电阻箱(符号为)、若干开关、干电池、导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表(电流表量程足够大).

【设计实验和进行实验】

(1)画出你设计的实验电路图.

(2)将下面的实验步骤补充完整,并用字母表示需要测出的物理量.

第一步:开关断开,并按设计的电路图连接电路;____.

(3)写出Rx的表达式:Rx=____.

分析与解答:题中明确指出用“等效替代法”解决问题,因此设计实验时应设法利用电阻箱的阻值来替代待测电阻的阻值,这是解题的关键.

(1)电路图如图6所示.(2)第二步:闭合开关S1,观察并记录电流表的指针偏转位置;第三步:断开开关S1,闭合开关S2,调节电阻箱电阻大小,观察电流表的指针,使它指向前面记录的位置;第四步:读出此时电阻箱电阻大小R.(3)Rx=R.

在初中物理课本中,用到等效替代法的实验有:

1.探究多个用电器组成的串、并联电路的总电阻;

2.测量不规则小块固体的体积时,用它排开水的体积替代固体的体积;

3.托里拆利实验中,利用水银柱产生的压强与大气压相等测定大气压的数值.

理想模型是物理学中的一个重要的研究方法,运用这种方法的目的,就是为了摒弃次要因素,突出主要因素,对实际问题进行理想化、简单化处理,从而方便对物理本质的研究.在物理学中,常常把实际研究对象或实际过程抽象成为理想模型或物理模型.

例8物理学常常把实际的研究对象或实际的过程抽象成物理模型.如用铡刀铡草时,可以把铡刀看做是一个能够绕轴转动的硬杆,而不必考虑刀的形状、刀的材质,在物理学中把它称为“杠杆”,这时“杠杆”就是铡刀的物理模型.汛期,江河中的水有时会透过大坝的底层从坝外的地面冒出来,形成“管涌”.初中物理讲过的什么装置可以作为“管涌”的物理模型?自行车的车把可以控制车的方向,它的物理模型又是什么?

分析与解答:江河中的水有时会透过大坝的底层从坝外的地面冒出来,说明大坝的底层有洞穴连通,所以管涌的物理模型是连通器.当转动自行车的车把时,可以使车把和车子的前叉一起转动,达到控制方向的作用,车把和前叉构成一个轮轴.

在初中物理课本中,用到理想模型法的实验有:

1.在研究磁场的分布时,引入磁感线;

2.在研究光的传播路径和方向时,引入光线;

3.将光滑表面看做是没有摩擦的理想表面;

4.“电流表”、“电压表”也是一种理想模型,在实际应用时,不考虑电流表本身的电阻对电路的影响;而电压表在接入电路时,则认为其“断路”.

在研究某些较为抽象的物理问题时,往往用具体的、形象的事物来进行类比说明,找出共性的特点,使得被研究对象变得易于理解,这种方法叫做类比法.进行类比的两个对象应具备较多的共同点或相似之处.

例9自从汤姆逊发现了电子,人们开始研究原子内部结构.科学家提出了许多原子结构的模型,在20世纪上半叶,最为大家接受的原子结构与图7中哪个图最相似?()

分析与解答:此题考查对原子内部结构的掌握情况.原子由原子核与电子组成,其中原子核位于原子的中央,电子在周围绕原子核高速运动.因此原子的结构与太阳系的结构最为相似,在理解原子的结构时可以类比太阳系的结构.正确答案是D.

在初中物理课本中,用到类比法的还有:

1.用水波类比声波;

2.在学习电流时,将它比作水流;

3.在研究分子的作用力时,用弹簧的作用力进行类比.

推理法是在大量可靠事实的基础上,以实际的实验过程为原形,通过合理的推理总结出结论,从而深刻地揭示物理规律的本质.这种方法是物理学中进行研究的一种重要方法.

例10图8所示是伽利略著名的斜面理想实验,实验设想的步骤有:

①减小第二个斜面的倾角,小球在该斜面上仍然要达到原来的高度.

②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面.

③继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动.

④如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度.

(1)请将上述步骤按照正确的顺序排列:____(只要填写序号).

(2)在上述设想步骤中,有的属于可靠事实,有的则是理想化的推论.下面关于这些事实和推论的分类正确的是().

A.①是事实,②③④是推论

B.②是事实,①③④是推论

C.③是事实,①②④是推论

D.④是事实,①②③是推论

分析与解答:(1)分析实验过程,可得出正确的顺序排列是②④①③;(2)步骤②中的现象是可以观察到的事实,而步骤①、③、④中的结论都必须建立在光滑斜面的基础上,所以这些步骤是推论.正确选项是B.

此题用到了控制变量法、理想模型法和推理法.步骤③中讲到“继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动”,这一过程是在前面三个步骤(即步骤②④①)的基础上通过合理的推理得出的,这里用到了推理法.

在初中物理课本中,用到推理法的过程不多,例如:

1.研究真空中不能传声;

2.研究牛顿第一定律.

借助于图象来研究物理问题,是物理学中对数据进行处理的常用方法,目的是使问题形象化.作图最基本的方法是描点法,即在坐标系中,先找出对应的点,用平滑的曲线(或直线)连接各点,从而直观地反映出物理量之间的变化.

例11某初中科技活动小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计,他们选了甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,绘出如图9所示的图象,图中只有OA段和OB段是弹性形变.若他们要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧____;若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧____.从图象中你还可以获得的信息有:____.

分析与解答:此题应结合图象与弹簧的有关性质综合分析.从图象中可以看出,在弹性限度内,弹簧乙所能承受的拉力更大,所以要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧乙;在受到相同的拉力时,弹簧甲的伸长量更大,所以要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧甲,因为它的刻度间隔大.从图象中还可以获得的信息有:在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比.

例12在“观察水的沸腾”实验中,当水温升到90℃时,随着加热过程,每隔1min记录一次水的温度.某同学记录的数据如下表.

(1)根据记录,在图10中画出水的沸腾图象.

(2)试根据实验现象归纳水沸腾时的特点:____.

分析与解答:根据实验数据,采用描点法作出水的沸腾图象可直观地反映出水温随时间变化的特点.(1)见图11.(2)水沸腾时的特点有:由液体变为气体;沸腾时继续吸热;沸腾时水的温度保持不变等.

在初中物理课本中,用到图象法的过程较多,例如:

1.研究固体的熔化过程;

2.研究水的沸腾过程的特点;

3.研究同种物质质量与体积的关系;

4.研究重力与质量的关系.

归纳与分类是研究事物的重要方法之一.在物理实验中,经常要对实验现象或实验数据进行归纳总结,比如上例中的第(2)问,就用到了归纳法.对于要分类的事物,应当进行仔细的分析,找到它们之间相同之处与不同的特点,就不难正确地进行分类了.归纳与分类是科学研究中最常用的方法,归纳与分类往往是从事物的某一特征出发,而不能有双重标准.

例13有下列光学器具:照相机、潜望镜、幻灯机、穿衣镜、放大镜、牙医内窥镜.可以把它们分成两类:

一类包括____,其特征为____.二类包括____,其特征为____.

分析与解答:此题考查对光学内容的掌握情况.在初中物理中,光学主要分为光的直线传播、光的反射和光的折射三部分内容.题中所给的光学器具中,一类是利用光的反射成像,另一类是利用光的折射成像,可以从这个角度解析分类.一类包括:潜望镜、穿衣镜、牙医内窥镜;特征:由平面镜组成.二类包括:照相机、幻灯机、放大镜;特征:由凸透镜组成.

与流体力学相关的现象范文1篇6

关键词:地理教学学生空间思维能力

空间思维能力属于想象力的一个小范畴,即人通过想象,将很多事物在自己头脑中产生虚拟的,方位与范围上的思维定位,其属于高级思维能力,涉及到这些内容的整个过程就是空间思维过程。一般情况下,对空间思维能力造成影响的因素有三种:首先是学生自身本就具有的形象与抽象空间思维能力。其次是学生在展开想象之前所累积的知识而形成的空间概念。最后是即将被定位的某种事物自身所具备的一些时空特征。

对于中学生来讲,其所认识的空间应该是以地理事物空间为主,换句话说就是宇宙、大气、海洋、陆地等四种环境。鉴于地理学的空间思维比较抽象,学生对其很难正确理解和掌握,再加上其近几年来也称为高考的重点考察内容,因此增强学生的空间意识迫在眉睫。这就需要教师结合自身的教学实践,不断的将其理念贯穿到整个教学活动中,保证学生树立较强的空间思维意识,进一步增强学生的空间感知性、区分性、联系性、实用性等,强化学生的思维记忆,让学生能够具备较为清晰、准确的空间位置范围,这在分析过程中具备严谨的思维有着极其明显的作用。

一、笃实地理基础知识,为培养较强的空间思维能力奠定基础

掌握牢靠的基础知识是能力的培养的前提条件,地理学上的基本概念、地形原理等基础知识是空间思维能力得以提升的关键。如图1所示,对于以下的A、B、C、D四点,如何推测这四点的盐度高低?这题就需要从学生自身的定位能力与空间想象力来解决问题,首先须了解对海洋表层盐度高低有较明显的影响因素有哪些?需知道降水量、蒸发量、洋流性质等等相关情况,另外还须掌握同一个纬度的海域暖流流经区盐度与寒流流经区的盐度相比存在着差异性。倘若学生了解到这些基本的课本知识,那么就能够清楚的知道下图1中的A、B两点都受到赤道的低气压带控制,此点范围内的蒸发量远远小于降雨量,但是C、D两点与A、B两点都不同,均受到副热带高气压带的控制,此点范围内降雨量远远小于蒸发量。所以,可知C、D两点处的盐度与A、B处的盐度相比,前者比后者大得多,但又因为有巴西暖流流经C处,并且有本格拉寒流流经D处,所以二者又存在着较大的差异,C处的盐度明显高于D处,对于A处而言,有亚马逊河从此处注入海洋,所以该点的盐度远不如B处的高,那么此题的答案非常明显,也就是A、B、C、D四点盐度从高处向低处的排列顺序为C、D、B、A。从这个题目中我们发现,很多题型都是在书本知识的基础上深化形成的,那么我们要解决这些问题,就不得不先咬透课本,从基础知识着手,以期达到解决问题的目的。

二、利用教学媒介,促进想象力的培养

(一)利用各种形象的、直观的教具进行教学

地理直观教虽然具与实际上的事物相比存在着明显的比例差异,但若教师能够将这些直观的教具有效地利用起来,形成较为容易的、简单的地理空间概念,就能够帮助学生空间想象力的快速形成。一般情况下,教学过程中所提及到的教具主要是指一些帮助教学的模型、图片、示意图等。对于这些教具,学生就可以通过其形成一个虚拟的空间,并将其想象为实物,了解其动态发展情况。例如在学习《宇宙中的地球》相关知识的过程中,就可以通过利用教学模型地球仪来为学生讲述地球的相关形态与状况等,增加学生对地球的理解,提升地理课堂教学质量。

(二)通过各种现代教具进行教学

在科技发展的今天,各种现代教具也逐步的运用到教学课堂领域中,并将各种人类无法正确解释的问题形象的、直观的展示在人们的眼前,开阔了人们的视野。例如,关于书本中的台风、喜马拉雅山等,就可以通过多媒体等现代教具来让其更加真实的展现出来,这对加深学生的认知与管理,培养空间思维能力有着极其重要的作用。如今,应用于教学中的现代教学辅助设备较多,多媒体技术的使用频率相对最高,它能够形象的为学生展示出地球的公转与自转相关情况,还能够让人们更加了解正午太阳的变化规律,这些东西让教师仅靠一张嘴是无法表达清楚的,但是如果借助多媒体,就能够形象的、生动的将这些规律展示在学生面前,帮助记忆和理解,学生的空间思维能力也因此得到提升。例如,在学习《我国的地震、泥石流与滑坡》一课时,就可以利用现代多媒体工具来为学生展示5.12汶川大地震给人们带来的影响,给国家和人们的财产等造成的损失,并将一幅幅凄凉的画面展示在学生的眼前。与此同时,再将一些人们乱砍乱伐、杀害动物等的图片展示给学生,引发学生思考,并让学生想象未来整个地球的样子,然后从我做起,保护地球,从而来达到增强学生的空间思维能力的目的。

三、采用假设教学手法,开阔空间思维能力

空间思维能力是想象力的一种表现形式。所以,教师要为学生创造有利于学生想象的各种意境,对于高中地理教材而言,很多基础性的知识都存在着较大的想象空间,这些都需要我们深入挖掘。例如,倘若地球从东向西自转,那么将会对太阳日的长短造成怎样的影响呢?倘若银河系中的每一颗星星上都能够生存,将会怎样呢等一系列问题,让学生充满想象和联想,也可以进行小组讨论,激发学生兴趣,激发发生的想象力,提升学生的空间思维能力。

除采用反问的方式外,教师在授课时,可以边讲述知识,边画图,帮助学生理解、思考与想象,例如,部分海洋、水流等通过波浪线等来代替,为学生展示一幅幅较为直观的、简单的图画素材。一般情况下,教师在讲课时,为学生画草图比仅仅利用一些挂图更有效,因为草图是伴随着教师和学生的思维一起描摹出来的,表达更清晰,更利于学生培养自身的空间思维能力。教师应该继续利用这一教学方法,为学生空间思维能力的培养牵线搭桥。

总之,空间思维能力是地理教学的核心,是学生分析、解决地理问题的关键之所在。鉴于地理学的学科特征,要想营造高效的地理课堂教学氛围,提升学生的空间思维能力,不仅需要掌握地理空间定位,更重要的是学生笃实基础知识,并灵活加以运用。

参考文献:

[1]王瑜.高中地理教学中学生空间思维能力的培养[J].玉溪师范学院学报,2010(12):63

与流体力学相关的现象范文篇7

一、“实验启发式”教学方法的应用

1.“实验启发式”教学过程的分析

根据教材和学情的特点以及教学目标,选择采用“实验启发式”教学法。其具体的教学思路可以概括为:提出问题理论推断实验验证分析讨论归纳概括练习应用。

(1)提出问题,理论推断。通过复习前一次课关于电磁感应现象的内容和结论,提出问题:产生感应电流的条件是什么?感应电流的电能从何而来?如何判断感应电流的方向?

在教学中使学生明确:根据能量转化和守恒定律,感应电流在闭合电路中流动时的电能,必然是从其他形式的能量转化而来的。例如,把磁体插入闭合线圈(图1)或从闭合线圈中抽出,线圈中就产生感应电流。感应电流必然要使磁体和线圈发生相斥(磁体插入线圈)或相吸(磁体从线圈中抽出)作用,外力克服这种斥力或吸力(都是阻力,外力F与速度V的方向相反)做了功,才能把其他形式的能量转换为感生电流的能量。如果不是这样,就要违背能量守恒定律了。因此,楞次定律本质上就是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。

从能量转换的角度来分析(图1):螺线管中用楞次定律得出的感应电流所形成的磁场,在螺线管上端应该为N′极,这个N′极将排斥外来的条形磁铁(下端N极)的运动,条形磁铁受此排斥力的作用而运动速度逐渐减小,即动能要减少;要维持其运动速度不变,则需要有外力对磁铁做功。可见,电磁感应现象中,闭合线圈中的电能是由外部的机械能通过克服外力(阻力)做功转化而来的。因此,楞次定理与能量转换与守恒规律是相符合的。

分析:采用上述方法,不仅简化了楞次定律的教学过程,符合学生的认知规律,符合教学循序渐进性的原则,而且能使学生认识到能量守恒定律的普遍意义,也符合教学系统性的原则,使学生能更好地理解和掌握楞次定律的实质,有利于培养学生的思维能力。

(2)观察现象,实验验证;分析讨论,归纳总结。研究磁铁插入或拔出线圈时,线圈中的磁通量发生变化的情况:

第一步:观察、识别实验仪器,做好实验准备工作。

第二步:演示实验,观察、分析、归纳、总结。(图中实线箭头表示原磁场方向,虚线箭头表示感应电流磁场方向)。

与学生一起讨论,并作好记录:

条形磁铁的原磁场方向如何?此过程中B线圈中原磁场的磁通量如何变化?

电流表的指针怎样偏转?通过B线圈的感应电流方向如何?

B线圈中感应电流的磁场方向如何?

思考:根据实验记录结果,考虑感应电流的磁场φ感和条形磁铁的磁场φ原(引起感应电流的原磁场)间有何关系?学生积极思考、认真分析,归纳结论:当φ原增大时,φ感与φ原方向相反;当φ原减小时,φ感与φ原方向一致。

依据有三条:

第一,学生观察教师的演示实验,在教师指导下,让学生细心观察,动眼、动手、动脑、动口去研究问题,获取知识。学生通过实验观察,有利于形成正确的物理概念,加深理解物理规律,提高分析和解决问题的能力。

第二,归纳、总结、启发思维是在实验的基础上,经过教师的引导和启发,进行分析概括,由感性到理性、由个别到一般的抽象思维过程。也就是通过议论、分析把实验中观察到的物理现象,概括出物理概念和规律。启发思维的运用形式,可以是教师与学生的问答式,也可以是教师启发引导下的学生议论小结,亦可以是学生议论基础上的教师讲述。

第三,练习应用是指学生通过练习运用所学物理知识,达到加深理解,巩固知识和培养能力。主要是在课堂上让学生做习题,还有解释实验或生活中的一些物理现象,或进行实验验证等。

2.“实验启发式”教学过程中的学法指导

教学是通过一定的方法进行的,而教学方法的基础是学生学习的方法,其主要分二大类型:接受学习和发现学习。本次课学生的学习方法,采用的是“接受学习”方法。

接受学习是指学生通过教师呈现的材料来掌握现成知识的一种学习方式,其特点是指学生将学习材料作为现成的定论性的知识来加以接受、内化,形成自己的知识,而不是重复人类发现、形成有关知识的过程。

要使接受学习成为有意义的学习,最关键的是要从以下两个方面进行努力:第一,教师要激发起学生进行意义学习的心向,而这要靠平时培养学生的意义学习的良好习惯,克服“死记硬背”的不良学习习惯;第二,设法使新知识与学生认知结构中已有的有关知识联系起来,这就要采取种种措施。

因此,在教学设计时,事先要有充分的思想准备,对于课堂中可能出现的现象(比如学生可能提到的问题等)应采取什么措施,用什么样的手段来有效提高课堂效果。比如说重点学生和一般学生等,要事先有一定的了解。只有这样,才能做到有的放矢。例如:

(1)有的学生把“阻碍磁通量的变化”理解为“与原磁通量相反”;把“阻碍”理解为“阻止”。在教学中要使学生了解:感生电流产生的磁通量是阻碍原磁通量的“变化”,而不是与原磁通量相反;“阻碍”不是“阻止”而是“延缓”。如果磁通量的变化被“阻止”了(即不变了),则感生电流也就无从产生。

(2)加深学生对教材的理解,应巧用比喻、化难为易。运用比喻在说明事理、描摹物态方面,能给人以哲理的启发,形象的联想。教师在讲述中灵活运用自然贴切、新颖有趣、生动形象的巧比妙喻,将教学内容化难为易,化繁为简,化理为趣,以加深对理论知识的理解,因而有其独特的魅力,是艺术性讲述中常用的技巧。

为了使学生牢固地掌握楞次定律所反映的感生电流方向的规律,在实验得出楞次定律之后,可以通过如图2所示的演示实验,当N极接近A环,A环被磁铁推斥;离开A环,A环被磁铁吸引。用S极接近、离开A环,可观察到同样现象;可将上述现象形象地比喻为“敌进我退,敌退我进”,便于学生理解楞次定律的内容和解题步骤。

二、“实验启发式”教学的手段

通过演示实验,可以指导学生观察和分析物理现象,获得生动的感性认识,从而更好地理解和掌握物理概念和定律。还可以培养学生的观察能力、分析与综合能力和逻辑思维能力。演示实验可以使教学过程生动活泼,注意力集中,对物理现象获得深刻的印象,好的演示实验有时可使学生长期不忘,引起学生浓厚的兴趣。此外,教师的演示对于学生实验能力的培养往往起着示范作用。

例如:对楞次定律的解释,不应仅停留在口头和文字的解释上,应让学生在解决实际问题中加深理解。可以指导学生通过种种实验和事例来理解原磁通量的“变化”,并应用楞次定律来判断感应电流的方向。

演示实验除了需达到上述基本要求外,还需与其他直观教学手段相配合,包括板书、板画、挂图、模型乃至及各种现代化手段,并且辅以形象的语言和手势等。

例如:在“楞次定律”教学中,除了做好主要实验外,为了突破“阻碍”这个教学难点,也可以采用电脑技术,来生动形象地展示当条形磁铁插入和拔出时磁场变化而导致磁通量变化,从而产生感应电流的过程,使得本来无形的物理过程,变得有声有色。这样既可以激发学生学习兴趣,搞活教学气氛,又能提高教学效果。另外,在“楞次定律”的实验中,为了改变实验效果,可快速、反复地插入和拔出条形磁铁,这样由于磁场在不断变化,因而与线圈相连的电流表指针将来回摆动。因此,教学手段实施的好坏也是课堂教学成败的重要因素的重要之一。

三、“实验启发式”教学过程的新课导入与学习评价

1.新课导入

采用演示实验导入法。演示实验导入,是指教师通过实验演示,使学生通过对实验的观察去发现规律,进行归纳总结,推导出结论,来导入新课。

运用此法应当注意:第一,直观演示的内容必须与教材有密切的联系并能为讲授教材内容服务。第二,要让学生明确观察的目的,掌握观察的方法。第三,教师要善于抓住时机提出问题,并引导学生积极思考。

例如:通过演示前一次课关于电磁感应的现象,复习电磁感应的结论,由此提出问题:产生感应电流的条件是什么?感应电流的电能来自何处?如何判断感应电流的方向?逐步从能量守恒定律过渡,来导出楞次定律。

在新课导入过程中使学生明确:感应电流在闭合电路中流动时是要消耗能量的,而根据能量守恒定律,这部分能量必然是从其他形式的能量转化而来的。例如,把磁体插入闭合线圈(图1)或从闭合线圈中抽出,线圈中就产生感生电流。感生电流必然要使磁体和线圈发生相斥(磁体插入线圈)或相吸(磁体从线圈中抽出)作用,外力克服这种斥力或吸力(都是阻力)做了功,才能把其他形式的能量转换为感应电流的能量。如果不是这样,就要违背能量守恒定律了。因此,楞次定律本质上就是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。

2.学习评价

在课堂教学的评价中,要重视正面性和积极性,以表扬为主,批评为辅,评出动力,评出积极性,配合适时适度的身体语言:鼓励和微笑的眼神,来激发学生学习的热情。尤其对学习有困难的学生,通过诚恳的评价激发其内心追求完美的需要。

本次课的类型为“实验启发式”,关键在演示实验的过程中,应通过课堂提问和启发诱导学生先认真看、听、想,再作出判断;或者先让学生自己说一说是怎样想的,讲一讲思维过程,再进行适当的评价。

与流体力学相关的现象范文篇8

一、问题提出

1.有关流动人口子女研究:犯罪研究居多,急需主体性和正面视角的研究

目前有关流动人口子女的研究以犯罪等問题视角为主,?譺?訛这一方面是流动人口子女发展过程中出现的现象,?譻?訛而现象的出现不代表是这个群体本身的问题,而是流动人口子女这一群体的出现与当前社会设置之间对话的表现,也就是说现有户籍、就业等社会设置和社会福利未能满足其发展需求;?譼?訛另一方面,这也与整个社会福利制度和我国文化传统对流动人口子女为代表的青少年群体的假设和理念有关。韩晓燕的研究发现进入20世纪中叶以后,英国儿童社会福利政策渐渐转化为投资的话语,其目的既在于一般意义上保护国家的未来,又是对家庭亲职的积极倡导。?譽?訛中国近代以来居支配地位的孩子观经历了一个从“家族本位”到“民族国家本位”再到“家庭—民族国家本位”的演变过程,需要确立一种“个体本位—社会本位”的孩子观,“我们有必要将社会的现代化理解为尊重每一个个体的公共社会的形成”,尊重孩子个体权利和自身发展的孩子观成为现代社会的需求。?譾?訛

本文希望从流动人口子女主体性的角度来进行探讨,把流动人口子女看作资源,关注流动人口子女在一定意义上就是关注整个社会未来的投资;并且关注流动人口子女与以社会工作服务为媒介的社会之间的互动,考察这一群体与社会之间的对话。

2.有关流动人口子女的增能研究:同时展现服务对象与服务者双方增能的视角缺乏

有关流动人口的增能的研究一部分学者偏重社会结构和增能理论的宏观方面研究。?譿?訛另有学者关于增能的实务研究着重展现具体工作流程,但对增能这一理论视角的回应显得单薄。?讀?訛高万红的研究一定程度上从理论和实务两方面拓展了流动人口增能研究,但没有涉及服务者的增能、服务者与服务对象的互动及增能过程。?讁?訛

因此,本文引入增能的概念并从服务者和服务对象的互动过程予以考察。以服务对象与服务者的主体性的视角,通过考察二者在社会工作增能服务项目中的互动过程,探索二者在个人、人际和政策三方面增能的社会事实。服务者指为流动人口子女直接提供陪伴服务的大学生志愿者,服务对象指流动人口子女。流动人口子女是指户籍在农村、随父母或其他监护人在异地城市居住,未满18岁,且离开户口所在地半年以上的流动人口。流动人口子女主要包括在学以及处于社区青少年状态的群体。本研究中的流动人口子女均为在学状态。

二、理论视角

1.增能的概念及其扩展

增能(empowerment)“强调挖掘或激发服务对象的潜能,帮助自我实现或增强影响”。譹訛其实施有三个层次:个人层次(感觉到有能力去影响或解决问题),人际层次(个人与他人合作促进问题的解决并获得经验)和政治层次(促成政策改变)。这在研究者中达成共识。?譺?訛陈树强总结了西蒙有关增能的研究,厘清增能在社会工作传统中的重要位置,认为服务对象和服务者在增能实践中的关系是:“增权企图发动与维持和案主及案主群的一种互动,这种互动将会鼓励案主及案主群一步步地为自己界定一个目标、相信他们自己这样做是有价值的、并想象他们可以达到的那个目标的居间相似性(intermediateapproximations),与此同时,在相互之间以及和提供技术与情感支持的专业指导者之间保持互惠性的联系。”譻訛即社会工作者要解构“有权者”与“无权者”二元对立思想,并通过平等对话与服务使用者共同建构富有反思的身份。社会工作者应被视为参与服务对象的生命之中,提升其意识以回应社会结构的压迫。?譼?訛

本研究中的增能,即通过社会工作服务挖掘或激发服务对象的潜能,帮助其自我实现或增强影响,促成服务对象在个人、人际、政策方面的改变,同时考察服务者和服务对象的互动过程展现服务者和服务对象的增能。

三、“大哥哥大姐姐计划”背景

“大哥哥大姐姐计划”(BigBrothersBigSistersofAmerica,简称BBBSA)源于美国,是美国最大的青少年领袖(mentoring)机构,通过成年人与青少年结对,提供一对一的导师服务,树立正面角色为青少年提供友谊、情感支持和引导。?譽?訛研究证明该项目能正面促进青少年成长。?譾?訛

落地中国的大哥哥大姐姐计划(以下简称BBBS)借鉴了美国BBBS的经验,并服务到中国特殊情境和群体中。2009年H高校社会工作系对100户来沪新移民家庭进行入户调查,设计了以陪伴成长为主要内容形式的活动,每年为14名流动人口子女提供一对一的长期持续的服务,大学生志愿者每月到流动人口子女家庭拜访4次,每月组织流动人口子女参加户外小组拓展活动,寒暑假开展夏令营活动。项目组将陪伴成长的目标具体化为沟通能力、表达能力、目标建立能力和团队合作能力等,并力图从政策上促成改变,也即从个人、人际和政策三个层次为流动人口子女增能。由大学生自主管理和执行的项目也为其专业能力的发挥和社会能力培养搭建了平台,达到增能目标。

四、研究方法

本文重在对过程的考察和意义挖掘,要求能细致把握研究对象本身的感受、理解、思考和行动,服务对象和服务者数量并非大规模,具有一定独特性,适合定性研究方法,运用访谈法和观察法的技术来记录服务对象和服务者在增能过程中的变化,并分析服务者在服务过程中的记录和总结,做文献分析,以此从这一人群的独特经历中发掘理论方面的普遍意义。?譹?訛研究者根据研究目的和问题拟定访谈提纲,访谈了参与BBBS的8名流动人口子女及其家长,17名作为服务者的大学生志愿者。研究者提取访谈记录中的关键词并对资料进行了编码,在初步系统梳理基础之上再对资料进行分析和总结,深挖社会事实。

五、研究发现

1.流动人口子女的增能

8位参加访谈的流动人口子女中有3位参加BBBS3年,2位参加了4年,2位参加了2年,1位参加了1年。

(1)个人层面的变化:沟通能力和学业进步明显、培养好习惯

M和T认为自己参加BBBS之后,变得“更加开朗”,F认为“更加活泼外向了”,K说“更善于和别人打交道了”,J认为“自己在课堂上从害羞到敢于举手回答问题,不怕回答错误”,Z和T认为自己的成绩有提高,T特别说到英语成绩有提高,“了解了更多东西,比如甲骨文”,S认为自己“写作业变快了,以前总有拖延症,都是周日晚上才寫作业,现在因为有一些要问的问题,尽量在志愿者来之前把作业写好”。

家长对子女参加BBBS之后的观察进一步印证了流动人口子女的变化。F家长说她“以前不太爱说话,现在话更多了,也更愿意交流”,J的家长说他“学习进步了,开心的时候也变多了”,Z的父亲说儿子“变得有礼貌,喜欢和同龄人交流。变得讲卫生,注重自己的仪表形象,穿着打扮各方面都有改善”,S的家长说他“变得外向了许多。也蛮喜欢运动了,以前总是在家里玩电脑,现在比较喜欢和同学们出去玩,打打羽毛球之类。以前经常不爱说话,现在话也变多了。”T的家长认为大哥哥大姐姐计划对孩子的“学习方面帮助很大”。

BBBS带来了流动人口子女沟通能力、自我效能感和自主表达方面的变化,成绩的进步和好的习惯的养成也是在BBBS过程中发生。

(2)人际关系的变化:与亲、朋、师、友以及“上海人”的关系有提升

被访者认为参加BBBS之后,“和爸爸妈妈关系更好了”,“和父亲关系有所改善”,“和妹妹关系更好,也更懂得父母的艰辛”。

与老师关系方面交流方式变多。K说:“之前我比较内向,不怎么和老师说话,现在和老师沟通比较多,有时候有问题也会问老师”,S说:“比较喜欢问问题了,因为不懂就要问,有利于提高自己成绩”,J表示“也敢和老师说笑了”。

认识更多朋友,与朋友关系更亲密。Z认为自己朋友之间关系更好了,F认为“和同学的关系变得更加亲密”。

更多的融入社会关系。W说:“一开始不敢跟陌生人说话,通过几次活动,有些小任务,现在不那么害羞了,也敢主动跟陌生人讲话”,T表示“以前对上海不了解,现在对上海的了解多了,以前爸爸妈妈会说上海人好凶,和老家那边山里面的人不一样,但现在觉得有些上海人并不凶,很好。”Z认为自己跟上海的亲戚和老乡也更好了。

人际关系的全面提升能使流动人口子女在生活情境中获得更多的情感和需要时的实际支持,有更多机会与他人合作,以解决生活中的问题,获得生存和发展的经验。

(3)政策需要觉察低

为考察流动人口子女对自身相关政策的知晓和参与改变的情况,研究者从询问流动人口子女的需要入手,追问自身和周围人可以为此做些什么。8位流动人口子女当中有4位认为自己目前没有什么需要;2位需要具体的物品;2位有情感需求:友情以及“想快点长大吧,想帮父母承担一些责任”。有一位流动人口子女F表示“最希望留在上海上学”,她相信外地户口无法在本地上学的情形会改变,自己会“努力学习”去获得想要的机会。

流动人口子女对自身需求觉察不强烈,在满足自身需求方面计划不明确,更不用说对与自身相关政策的知晓以及对政策的影响。被访者中唯一希望在上海上学的流动人口子女认为实现这一目标只需要自身“努力学习”,对于情感和物质有需求的流动人口子女也把实现途径推向自身一人。

家长对子女有关社会政策的觉察要更明确一些,但在实现途径上同样不清晰。3位家长提到目前子女最大的需要就是解决上学问题,没有上海户口,将来考大学,子女必须回老家上学,无人照顾和不一样的教材成为最担忧的事。其他家长认为“开心”、“努力学习,督促他”、“和同龄人、大学生更多地交流沟通,性格更加开朗,懂文明、讲礼貌”最重要。在学习提升方面,家长将希望寄托在志愿者帮忙和自己给孩子讲道理上。对于子女留上海读书的事情上,一位家长表示“也想请人帮忙解决这个问题,但是希望不大。自己家里也没有办法”。

值得注意的是,家长和子女在需求方面表述呈现不太一致,如流动人口子女中,唯一提到“目前最需要的是留上海上学”的孩子,其家长并未表述孩子有这个需求。

绝大多数家长都认为大学生志愿者在“学习”上和陪孩子“玩”上帮助最大,教育上有一些引导作用,大学生的关心是家长们战胜困难的勇气。这从一个侧面说明大学生志愿者没有实质性促进流动人口子女及其家庭对流动人口子女发展相关政策的觉察及实现途径的探索,更没有调动流动人口子女及其家庭的内部力量和外部力量。大哥哥大姐姐计划对流动人口子女政策方面增能效果不明显。

2.服务者的增能

被访谈的17名大学生志愿者,15位参加活动1年,2位参加活动半年。

(1)个人变化

作为BBBS的服务者在思考个人参加项目之后的变化时均表示有新的成长,让“自己更多地认识自己”,主要是“更有耐心”、“细心”和“同理心”;“沟通能力更好”或者“学会怎样与人交流沟通”,能“温和交谈”,更加“开朗、自信”,“更会照顾人”;更有“责任感”或者“更懂得承担责任”,“更关注他们(流动人口)这个群体”,“更关注教育和社会”。

LYJ:我觉得自己的变化是更加有耐性。比如跟小朋友讲题目,我讲得不如专业的老师,她的理解能力也不如我们,所以有时候一道题要讲五六遍,很锻炼耐性。

CH:在参加这个活动之前我以为那些小朋友都是非常内向、自卑的,而参加后我发现他们和普通孩子一样,不过需要接触更多的资源去成长,也需要提高学习成绩,而我自己也逐渐明白,做公益绝不是一朝一夕,做公益需要坚持,需要耐心,需要长久的努力,而我也觉得自己变得更有耐心了,更加关注那些弱势群体。

LGH:我在这个计划中最大的进步就是学会了要有同理心,能够以一个更加温和的方式与别人交谈,也是自己心理方面的一个大突破吧。

CZH:沟通能力更好,我在家长与孩子之间成长扮演沟通桥梁的作用。更努力,我看到孩子父亲生活的艰难,这是“现实版”的“爸爸去哪儿了”,他为了落户积分周末去某学校上课,为拿文凭又不放心孩子在家就带着孩子去上课,那是他每周唯一的休息日。我看了会珍惜和充分利用已经拥有的……将来我可能会在上海工作,可能跟孩子有持续的联系,我不是在这个活动中就是在其他活动中,继续从事志愿工作。

ZYY:一年活动下来,我更加喜欢上了做志愿者,不管哪方面,送人玫瑰,手有余香,我也很开心……我觉得志愿活动是我会一直坚持下来做的事。

MXF:会更关注教育和社会这方面吧。

作为服务者的大学生们在个人性格、沟通协调能力以及认识自我和增强个人及社会责任感方面有了诸多变化。

(2)人际关系变化

服务者表示自己人际关系比以前好,志愿者来自全校各系,可以和其他系的朋友团队合作,寻求帮助,认识更多有“相同想法”的人,扩大“朋友圈”。服务者表示与父母的关系更好,更加理解了父母的不容易,与家里弟弟妹妹的关系也更好了。志愿者们也感受到了来自服务对象的关心,“关心和关怀是相互的”,认识了“更多生活在这个城市里,但不属于这个城市的人”。

CH:参加这个活动后,我与志愿者们的联系多了,因为我是负责联系的,而志愿者有一部分来自其他院系,这样我就不能仅局限于与自己院系的同学打交道了,我也更加了解了其他院系,有困惑时也会寻求他们的帮助,可以说是扩大了自己的朋友圈吧。

CZH:与父母关系更好,沟通更通畅,更能理解,也更加懂得感恩。在我求职期间,孩子父亲一直关心和问候,让我感受到人与人之间的关心关怀是相互的,我的行动是善意的就收到善意的回应。

LZX:让我更加关注他们(流动人口子女)这个群体,也体会到爸妈都不容易,通过这次活动认识了更多的有相同想法的人。

LYJ:认识了更多生活在这个城市里,但并不真正属于这个城市的人。

服务者在同伴关系、家庭关系以及与服务者生活有关的社区和社会关系方面均有新的认识和提升,在人际关系方面达到增能的效果。

(3)对弱势群体及政策的关注,有行动计划和职业规划

为了解服务者参加BBBS之后对流动人口子女相关政策的思考和认识,研究者了解了他们对BBBS活动中的具体事件的思考,参加BBBS对未来的影响,对流动人口子女需要的认识,可以为此做出的贡献和行动等。

服务者更加关注弱势群体和流动人口子女的学习;发现并思考了流动人口子女学习资源匮乏,户籍制度对流动人口子女教育的限制;在行动计划方面,未来会继续关注和陪伴流动人口子女,并给予精神和物质的帮助,继续做志愿活动,有服务者表示在未来职业选择时会考虑跟这个群体有关,从事教师等行业时会更加关注孩子内心。

CH:那是我去小朋友家做的一次常规活动,当时和小朋友的父母谈了两个小时,感受到他们对孩子的期望及对他们学校资源匮乏的担忧,深深感受到外来务工人员子女上学的不易,觉得我们政府和社会应该为他们做些什么,而不是将户籍制度弄得死死的,让他们的受教育机会都不能很好地满足……我可能将来会更加关注这一类弱势群体,自己的工作可能也会和他们相关……(流动人口子女)需要资源,需要关怀,需要社会的关注。将来可能会联合社会组织去致力于帮助他们的。如果自己有能力,我会采取行动的。

CZH:单身父亲把工作以外的全部精力都放在孩子身上,不免让孩子觉得压力大,承担了太多的期望和要求……这种焦虑感可能随时会困扰他,甚至破坏他们的亲子关系(我曾亲眼看到儿子不满父亲总是压榨他的课余时间补课而不讲话,顶嘴不合作)……其实他们是很难的,经济上很困难,心理上也不断受到挑战。我可能会在上海工作,可能跟孩子有持续的联系。我不是在这个活动中就是在其他类似活动中,继续从事志愿工作。

LSL:当时找到小朋友家的时候完全不敢相信她就住在如此简陋的棚户内。感觉心情有点压抑和心酸。觉得中国的贫富差距远比我想象中要大得多……会更容易同情弱者并学会尊重他们。

六、结论与讨论

1.从个人、人际到政策的系统改变

增能强调个人、人际和政策三方面的改变,增能的最终目的是改变产生压迫性的社会结构,本文通过证据细致地展现了被研究者在这三方面呈现的具体事实,无论是流动人口子女还是作为服务者的大学生志愿者都有系统性的变化。在该BBBS中,个人和关系方面均有改变发生,且较为明显。对政策的需要和觉察方面,流动人口子女和服务者有触及,但是当前没有产生实际行动和带来及时性的改变。政策改变方面所呈现的社会事实,对流动人口群体未来的福利提升,促进服务者对不公平社会结构的关注和改变有促进作用,但这可能是一个长期的过程。

2.服务者和服务对象双方增能

有关增能的理论研究虽然已经明确服务对象与服务者的互动对增能的重要影响,但相关实务研究更多关注服务对象的增能,鲜有展现服务者的增能。本研究以实证的方式探究了服务者和服务对象双方的增能事实,是对增能研究的一个丰富与发展。

3.双方增能的互动机制有待探讨

与流体力学相关的现象范文篇9

现代社会是一个知识信息高度密集、人才的创新素质和独特个性受到空前重视、个人的主体地位得到极大凸显的社会。在这样一个时代背景下,高校教育正在经历从封闭式教育向开放式教育、从继承式教育向创新型教育、从学校教育向终身教育、从整齐划一的教育向个性化教育的深刻转变。所以,现代社会的高校教师职业形象也被赋予了更加丰富的时代特色,应当在原有的基础上构建具有时代特质的高校教师职业形象。

近年来对高校教师职业形象塑造的研究中,一方面强调高校教师内在学识和职业道德的提升,同时也强调外在仪容仪表和仪态的修炼,为高校教师职业形象的塑造提供了很好的思路和途径。本文拟从有效沟通的角度出发,探讨高校教师职业形象的塑造。

所谓形象,通常是指个体或群体的表现,是个体或群体在道德、修养、知识、行为、外表以及个性品质等内外特征一起显示现于外的综合表现。而对于职业形象而言,传统的理解一般认为是从事某种职业工作的团体或个人通过自身的从业行为留给公众的总体印象,具体而言主要包括政治思想、道德品质、业务技能、言行作风等方面的整体表现状态。而教师形象既是教师个体或群体展现给社会大众的整体印象,也是学生、家长及社会对教师个人或群体的印象和评价,是教师个体或群体在品质、学识、才能、情趣、礼仪等职业素养方面的综合体现。

一高校教师职业形象塑造的重要性

高校教师在高校教育教学的过程中扮演着十分重要的角色,其职业道德、言行举止、学识风度、待人接物无不对学生的身心发展产生着直接而显著的影响。

1树立良好的教师形象是时代的呼唤

教师是传播人类文明,开启人类智慧,塑造人类灵魂的工程师,高校教育肩负着培养建设社会主义现代化人才的神圣使命。高校教师的教育教学效果直接影响到我国人才的整体素质和整个社会主义现代化建设事业的进程以及走向伟大复兴的中国在国际社会的核心竞争力。随着改革开放的不断深化,知识经济的不断凸现,高校的教育教学发生了巨大的变化,学生的竞争意识、参与意识、自我意识不断增强,传统的教师形象受到严峻挑战,新的时代不仅要求高校教师具备高尚的师德和渊博的学识,更强调高校教师应该具有感召学生的魅力人格和开放包容的心态,强调高校教师与教育对象之间的良性互动和有效沟通,强调更加尊重学生的独立人格,激励学生自尊自强、勇于进取的拼搏精神,激发学生的创造精神和创新意识。改革开放的时代赋予高校教师前所未有的责任感和使命感,塑造与时俱进的教师职业形象是时代的呼唤和全社会的期待,也是高校教师对于中国教育的责任和使命。

2树立良好的教师形象是建立良好师生关系的需要

师生关系一直是教育教学实践活动的重要组成部分。良好的师生关系不仅可以促进学生学习兴趣,提高学生学习的积极性和主动性,帮助学生取得良好的学习效果,同时也能在师生之间建立良好的情感联系,增进师生间的友好合作、互助互信,在师生之间搭建顺畅沟通和理解支持的桥梁。同时现代教育强调,教育并非单纯的“传道、授业、解惑”,教育的责任和使命更在于对受教育者的“人文关怀”,这是教育的出发点,也是教育的归宿。师生之间良好的合作和信任关系,在很大程度上有助于教师不断改进自己的教育教学行为,全身心关注学生的健康发展和心理需求。从这个意义上说,良好的教师形象是建立和谐师生关系,产生良好示范作用的巨大教育力量,也是传承人文关怀的纽带与桥梁。

二有效沟通与高校教师形象的塑造

沟通(communication)是人们分享信息、思想和情感的任何过程。这种过程不仅包括口头语言和书面语言,也包含形体语言、个人的习气和方式、物质环境———赋予信息含义的任何东西。在高校教育教学中,师生互为信息、思想和情感的发送者和接受者,当分享和传递的信息、思想和情感被正确地按预先设定的方式进行接收和反馈,师生之间就形成了有效的沟通。师生之间的有效沟通常常表现为师生之间信息传递顺畅,师生关系友好、互助,学校的教育教学管理能够通过教师或教师群体顺利实施,师生之间的交流、合作良好,教育教学达到预期效果。

1有效沟通要求高校教师塑造尊重为本、善于合作的职业形象

人际交往的首要原则是尊重为本,师生之间也不例外。在教育教学的过程中,不仅学生需要向教师表达友好和尊重,教师之间需要互相尊重、合作共赢,教师与学生之间同样需要互相了解、彼此尊重,合作互助。尊师重道是中华民族悠久的历史和传统,但尊重不应该只是单向传递,而更应强调双向互动。只有以尊重学生作为前提,高校教师才能与学生在尊重彼此人格的基础上进行平等的对话和交流,才能逐渐取得学生的信任、理解和支持,教育教学工作才可能顺利开展。在威蒂(P.A.witty,1940)对47000学生的调查分析中,我们可以看到在学生眼中“有效能的教师”形象,首先应具备的品质是合作民主,仁慈体谅。尊重学生,理解学生、体谅学生、善于合作的教师才是受学生欢迎的有效能的高校教师。要塑造这样的教师形象,就要求教师遵循有效沟通的原则,首先学会调整心态,换位思考,站在学生的角度思考问题。在教育教学过程中,积极主动地通过与学生之间多种形式的交流,了解分析学生的现状和需求,特别关注不同学生不同层次的精神和心理需求,并在此基础上制定相应的教育教学计划和培养方案,取得学生的认同和共鸣,提高教育和教学的有效性。其次应该增强互动,激发学生的参与意识。无论是课堂教学、课后活动还是教学研究,高校教师都应该给学生搭建展示自己的平台,鼓励学生积极参与,激励学生表达和交流的愿望,给学生创造自由表达和自我表现的机会,在师生共同的脑力激荡和有效沟通中教学相长,谋求共同的成长和发展。

2有效沟通要求高校教师塑造善于表达、有亲和力的职业形象

人际交往的另一原则是善于表达。这里的表达是指高校教师善于利用课堂和其他机会向学生、家长和社会推销自己,全面展示作为高校教师的知识功底和人格力量。善于表达并不仅仅是指高校教师知识渊博、能说会道,也是指教师善于聆听学生的心声,更是指教师的个人形象、教学方法以及人际沟通方式能够得到学生的认同、欣赏和共鸣。教育教学活动是师生灵魂碰撞、心灵相遇的精神活动、情感变化和内心体验。高校教师在教育教学活动不仅应该扮演传统的知识输出者的角色,还应该扮演交流和沟通的引导者与倾听者,聆听学生的诉求、心声和反馈,引导学生树立积极沟通的观念,并主动运用沟通的技巧和艺术,解决人际交往和学习工作中面临的困难和问题。善于表达还体现在师生之间的互动良好,沟通渠道顺畅,沟通和交流的整体氛围轻松愉快。无论是在营造沟通氛围,理顺沟通渠道,还是建立师生之间良好互动的过程中,高校教师的亲和力都起着重要的促进作用。亲和力是指高校教师与学生之间融洽相处的能力,是高校教师在身教、言教和育人过程中体现出来的让学生感觉到的亲切感和信赖感。亲和力是高校教师职业形象的重要组成部分,其本质是一种爱的情感,是教师发自肺腑对教育事业和学生的热爱。事实上,在教书育人的各个环节,教师对学生的作用和影响绝不是来自地位的威慑力,而是要靠教师自身的品格、才能、知识、情感等来影响学生,并使之信服。教师是以自己的心灵塑造学生的心灵,教师的内心世界越丰富,亲和力就越强,育人的力量就越大。

3有效沟通要求高校教师塑造与时俱进、勇于创新的职业形象

与流体力学相关的现象范文篇10

关键词:初中物理教学教学方法教学策略

新课程指出:“通过展示物理学发展的大体历程,让学生学习一些科学方法和科学家的探索精神,通过科学想象与科学方法的结合,发展学生的想象力和分析概括能力,使学生养成良好的思维习惯,勇于创新。”按照新课标要求,我们在实施教学的过程中要培养学生科学探究精神、实践能力和创新意识,帮助学生提升素质,还应该重视科学方法的培养,重视物理知识的构建过程。下面介绍我在初中物理教学活动中常用的六种教与学的方法,以供同行参考。

一、控制变量法

控制变量法是指在讨论多个物理量的关系时通过控制其几个物理量不变,只改变其中一个物理量从而转化为多个单一物理量影响某一个物理量的问题的研究方法。这种方法在实验数据上的反映为某两次试验只有一个条件不同,若两次试验结果不同则与该条件有关,否则无关。反之,若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关则应只使该因素不同,而其他因素均应相同。

控制变量法在初中物理的科学探究中有过多次应用,如探究导体中的电流与导体两端的电压及导体的电阻关系;探究决定导体的电阻大小与哪些因素有关,探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,探究蒸发的快慢与哪些因素的有关;探究液体压强与哪些因素有关;研究浮力大小与哪些因素有关;研究压力的作用效果与哪些因素有关;研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关;研究动能、重力势能大小与哪些因素有关;研究电流做功的多少跟哪些因素有关系;研究电流的热效应与哪些因素有关;研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等,均应用了这种科学方法。

在研究性学习过程中控制变量法的应用注重了知识的形成过程,有利于扭转重结论、轻过程的倾向,有助于培养学生的科学素养,使学生学会学习。

二、等效替代法

等效替代法是在保证效果相同的前提下,用替代的方式将陌生复杂的问题转换成熟悉简单的模型的一种类思维方法,它在物理学中有广泛应用。如在研究合力时,一个力作用与两个力共同作用使弹簧发生的形变是等效的,那么这一个力就替代了那两个力,叫等效替代法;在研究串、并联电路的总电阻时,也用到了这样的方法;在探究平面镜成像特点的实验中,为了验证物与像的大小相同,也利用了一个完全相同的另一根蜡烛等效替代物体的大小。

三、转换法

物理学中一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的现象或者不易直接测量的物理量,要研究它们的运动等规律,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。如空气看不见、摸不到,我们可以根据空气流动(风)所产生的作用认识它;可以通过研究墨水的扩散现象认识分子的运动;根据电流产生的热效应判断电路中是否有电流;通过磁场的效应证明磁场的存在。

四、比较法

当你想寻找两件事物或者现象的相同和不同点时,就需要用到比较法,可以进行比较的事物和物理量很多,对不同或有联系的两个对象进行比较,我们主要从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性。(比较法在学生学习其他知识的过程中也用得非常普遍)如比较蒸发和沸腾的异同点;比较汽油机和柴油机的异同点;电压表和电流表的使用方法;比较固体、液体和气体的微观结构、宏观特征等。

通过比较法的学习,能够加深对知识的理解,方便记忆。同时掌握了比较法,还能够培养学生自主学习的能力。

五、类比法

类比法是一种推理方法。不同事物在属性、数学形式及其他量描述上有相同或相似的地方就可以用类比推理。教学过程中,教师在讲解一些抽象的物理量时,为了学生能够理解,常常会举出与之相似的量类比学习。如电压与水压;电流与水流;电源与抽水机;原子结构与太阳系;水波与电磁波;功率概念与速度概念的形成;密度与比热容概念的理解。在物理学中运用类比方法可以引导学生获取知识,有助于提出假说进行推测,有助于提出问题并设想解决问题的方向。类比可激发学生探索的欲望,引导学生自主探索,使学生掌握自觉积极的活动主题,发展学生的思维能力和创造能力。

六、模型法

将模型方法应用于构建一些十分抽象的物理过程或者物理理论时的形象化模型对学习和研究起到了简化作用,便于想象、理解和思考。初中物理学习中的许多知识都应用了模型法。如光线、磁感线的引入;原子结构模型、匀速直线运动的理想化模型;力的示意图等。

与流体力学相关的现象范文篇11

论文摘要:通过工程流体力学教学实践,探讨多媒体教学在授课过程中产生的效果。提出了在工程流体力学教学活动中将多媒体技术与传统教学手段相结合,活跃课堂气氛,提高学生学习的积极性和主动性,达到优化教学效果的目标。

一、前言

随着计算机技术的普及和网络技术的迅速发展,多媒体教学已被高等院校广泛采用,并深受广大师生的欢迎。因此,利用多媒体教学手段开发学习资源,构建新的教学模式,达到最佳教学效果,成为国内外提高教学质量、改革教学方式的重要手段。

本文通过工程流体力学教学实践,探讨多媒体教学在授课过程中产生的效果。提出了在工程流体力学教学活动中将多媒体技术与传统教学手段相结合,活跃课堂气氛,提高学生学习的积极性和主动性。达到优化教学效果的目标。

二、传统教学模式的利与弊

传统教学模式历史悠久,教育理论成熟,已经积累了丰富的经验。在传统教学中,通过教师的形象、生动的讲述,学生易于接受,师生之间可以面对面地探讨疑难问题。对于工程流体力学而言,教学内容不可避免地会涉及到数学公式的推导,传统的板书教学方式即可以留给学生更多的思考时间,同时又可以加深学生对公式推导过程的理解,加强记忆。然而传统式教学主要依靠粉笔与黑板的教学条件,是以教师为主体的教学模式,从而大大降低了教学效率,也扼杀了学生个性的发挥和创意的产生。

三、多媒体教学的特点

多媒体教学以其鲜明的教学特点,丰富的教学内容,形象生动的教学情景,在教学过程中发挥了重要的作用:

第一,激发学习兴趣,有利于提高课堂效率。兴趣是学生获取知识、拓宽视野、丰富心理活动最主要的推动力。多媒体技术综合应用文字、图片、动画和视频等资料来进行教学活动,激发学生的学习兴趣,从根本上改变了传统教学模式的单调性。而且多媒体教学可以充分发挥学生听觉、视觉等器官对信息的接收,对学生的眼、耳等器官进行多重刺激,从而活跃学生的思维,增强学生记忆力,提高课堂效率。第二,直观、易懂,有利于提高教学质量。流体力学是从力学的观点出发,主要研究流体所遵循的宏观运动规律以及流体和周围物体之间的相互作用规律的科学,在日常生活和各种工程实际中具有广泛的应用领域,是动力工程和流体机械专业一门重要的专业基础课。与固体的运动规律相比,流体在运动过程中存在诸如激波、接触面间断、两相流体之间相互掺混等复杂现象。

多媒体教学手段能够通过图片、动画和视频资料等直观、清晰地观看复杂的流动现象,使学生较容易地掌握相关内容,提高教学质量。第三,增加教学容量,节约空间和时间。工程流体力学研究内容较多,涉及范围较广,在有限的课时内传授给学生的信息量较大。传统教学中知识的传播主要靠教师的口授与黑板板书,在一定程度上限制了课堂信息的含量,多媒体教学充分地利用了电脑能够存贮大量信息的优势,授课的信息量明显增多,教学内容更加丰富,使学生在有限的时间内接收更多的知识,开阔了学生视野,增加课堂知识的容量,提高了教学的效率。

四、多媒体教学手段与传统教学方式相结合

多媒体教学的发展并不意味着摒弃一切传统的教学方法和手段,而是将多媒体教学与传统教学方式相结合,扬长避短,发挥各自的优势,更好地服务于教学工作。

工程流体力学教学内容主要包括两大部分,理论教学和流体力学实验教学。

工程流体力学理论教学部分包含大量流体力学的基本概念、基本方程和一些复杂的流动现象。例如在教学过程中,流体静力学基本方程的推导过程依然使用传统教学中的板书,这样既可以留给学生足够的思考时间,又可以加深学生对公式推导过程的理解,加强学生的记忆能力。而对于某些基本概念和特定的流动现象,可以通过多媒体教学手段,加深学生对基本概念和流动现象的理解。

流体力学实验是流体力学教学中的重要组成部分之一,贯穿于课程始终。现行流体力学教学实验多为验证性实验,实验方法单一,同时,还受实验老师较少、实验课时有限以及设备等多种因素的影响,学生选择的范围极小,在很大程度上制约了学生思考问题、分析问题、解决问题的能力,不能很好地达到流体力学实验教学的要求。然而引入多媒体教学手段以后,学生可以灵活地改变实验条件,演示各种实验现象。

参考文献:

与流体力学相关的现象范文篇12

关键词:工程流体力学;教学模式;教学改革

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2015)19-0148-02

一、引言

“工程流体力学”是航天航空、水利、能源、环境、机械、土木等学科的一门专业基础课,是一门既有很强的理论性又有很强的实践性的课程。该课程是在学生掌握高等数学、理论力学的基础上开设的,目的是使学生了解流动现象、认识流动机理,为后续的“发动机原理”等专业课程的学习奠定坚实基础。该门课程处于学生从基础课学习向专业课学习的转换阶段,起着承上启下的重要作用。因此,学习该门课程不仅要让学生掌握住流体力学的基本概念、计算方法等基础理论,还要注重培养学员理论联系实际,分析、解决问题的能力和技能,为学生专业课的学习以及从事工程技术工作奠定良好的基础。为此,国内外许多院校和教师针对该门课程做了很多的教学改革与尝试,如教学内容的改革、教学方式的改革、创新型实验室的建立、多媒体教学课件的引入,等等。这些改革取得了一定的成果,但由于该门课程理论比较抽象,公式繁多,推导过程复杂,使得工程流体力学的教学仍然存在诸多问题。

二、工程流体力学教学存在的主要问题

从笔者调研的情况来看,该门课程在教学内容、教学方法和教学手段、实践教学以及该门课程与其他课程的融合等方面均不同程度地存在一些问题。

1.理论教学内容过于陈旧,与工程实际联系不够紧密。现在工程流体力学教学内容主要包括流体力学的基本假设、流体静力学、流体力学基本方程的推导和经典流体力学问题的分析,有的还在此之前补充矢量和张量的基本知识。在课堂讲授的过程中,仍然偏重于传统理论的分析和公式的推导,教学内容比较抽象和单一,信息的表现形式过于静态化,不能反映出当前流体力学发展的最新趋势。此外,由于课程的专业性比较强,要举出与我们日常生活中和工程实际有密切关系,又具有一定深度的具体事例来讲授,并不是一件容易的事情,需要老师进行大量的课前准备工作,而许多老师比较繁忙,并不愿意花费大量的精力来准备。这样不仅会对学生的学习产生一定的影响还会造成一些抽象的概念只能依靠老师的讲述和学生的想象来完成,这不符合学生从具体到抽象、从感性认识上升到理性认识的认知过程,进而会影响到学生的学习热情,使学生对该课程的学习产生畏惧心理。

2.实践环节相对薄弱,不能适应学生创新能力培养的需求。目前该课程的主要实践环节是实验课,而现在开设的实验课多是让学生严格按照实验操作指南的操作规程测量一些简单的数据,然后把这些实验数据按照实验报告的要求进行简单处理,实验课的开设开始流于形式。一方面与课程的联系不够紧密,无法发挥实验课加深巩固理论课所学内容的作用;另一方面,学生的主动性和创造性发挥不够,不能真正起到激发学生创造性思维的作用。

3.工程流体力学课程与其他课程的融合不够,不能根据专业的特色形成比较完善的课程体系。“工程流体力学”是多个专业的专业基础课程,但这些专业开设的课程内容大同小异,没有体现相应的专业特色。由于工程流体力学课程与相应的专业课衔接不够,使得学生在工程流体力学学习过程中感到内容乏味枯燥,概念抽象;另一方面在专业课的学习过程中,学生感到流体力学课的理论基础不够扎实,不能利用相应的理论解决专业课过程中所遇到的实际问题。

针对目前流体力学课程教学存在的主要问题,笔者以及所在教学团队从培养高素质复合型人才出发,结合部队实际,深入进行教学模式和教学内容等方面的探索和研究,提出了构建该课程“一主线、两平台、三层次”的应用型教学模式,以顺应时代的要求,走出自己的特色。

三、应用型教学模式的主要内容

1.教学内容的优化重组。工程流体力学是理论性很强的课程,如果没有相关理论知识的讲解,学生不可能深入理解各种流动现象的本质。同时,工程流体力学主要面向工业生产的各个方面,希望学生能够用理论指导实践,因此,又具有相当强的应用性。因此,我们通过人才方案和课程标准的修订,对课程的内容进行优化调整。具体做法是:(1)本课程主要面向发动机专业的学员,因此,压缩了传统流体力学中关于水利、能源方面的内容。同时,根据后续发动机相关课程需要,加强了“相似原理量纲分析”和“粘性流体流动”章节的讲授力度,新增加了流动显示、典型流动的介绍等内容。(2)注重课程的继承性,加强了与其他相关课程联系较密切部分内容的讲解。例如,在工程流体力学之后,要开设气体动力学过程,因此,关于二者的联系与区别,可以在相关内容的讲解中提及,使学员提前了解后面所学内容。(3)压缩了“绪论”的讲授。前面的课程标准中,绪论大约占了3个学时,在学时整体压缩、注重实践的大背景下,压缩了绪论的学时数。(4)引入了数值仿真、CFD的概念和应用等内容。一方面,通过相关数值算例的相关介绍,使学员了解流体力学的最新研究成果和发展方向;另一方面,通过流体力学最新成就的介绍,激发了学员的专业热情。(5)瞄准学员任职的需要,注重与部队实际的结合。将已有的科研成果和部队装备的应用纳入教学内容,如液位的测量、压力表的校验、负压失稳破坏机理等,丰富了教学内容,突出了工程应用。

2.教学模式的改革。在广泛调研国内外院校流体力学改革和建设的基础上,我们根据本单位学生的特点,依托课程改革的环境,提出了“一主线、两平台、三层次”的应用型教学模式,培养学以致用的复合型人才。为了培养学员的“三个层次能力”,使理论和实践相辅相成,我们将理论授课、实践教学、毕业设计和创新研究等多种教学模式相结合,形成一个有机整体。课程学习以理论授课、实践教学为主,并在课程授课过程中启发、鼓励学员选择相应的知识点和突破点作为毕业设计和创新研究的内容进行深入研究。通过这种方式的培育,可以使学员将工程流体力学的相关基础理论与科学研究、工程实践结合起来,既巩固了基本的理论,又增强了学生解决实际问题的能力。这样不但提高了学生的创新思维,而且使积累了一定的工作经验。经过几届学员毕业设计的应用和完善,该方法取得了很好的成效。

3.实验和实践平台的搭建。一方面通过军队“2110工程”三期建设等机遇,完成了“流体力学开放型实验室”的实验教学条件建设。另一方面通过整合教学资源,加强与完善实践教学环节等方式,为学员搭建实践平台,充分发挥学员的自主性和创造性,使学员在实践中提高应用能力和创新能力。有利于学员素质的不断提升。下一步,将进一步完善相关的仪器和设备,并开设流体力学创新性实验,构建学生的创新实践拓展平台,鼓励学生将自己的新想法、新观点付诸实践行动。青年学生具有求知欲强、好奇心重的特点,通过这种方式的引导,可以激发他们的求知欲望和学习兴趣,并充分发挥他们的创新能力和实践能力。

4.科研创新条件的提供。一方面,根据“渗透融合”的教学理念,将“工程流体力学”与其他相关课程进行融合,为学员提供较为综合性的研究课题;另一方面,在科研项目中提取较为简单的内容作为学员的研究课题,让学生直接参与到科研项目中去。并通过学员自拟和教员制定下发研究课题等方式,让学员在毕业设计、模拟工程项目和创新研究中开展相关研究工作,以培养学员的科研能力和创新能力。这样有利于提高学员的动手能力和创新思维能力。将科学与教学相结合,不仅可以使课程中枯燥的知识点变得生动、鲜活些,还可以使教学的内容与时俱进,富有时代的气息。

四、结语

总之,作为工科院校的一门重要的专业基础课,工程流体力学在专业培养计划中占有非常重要的地位。通过“一主线、两平台、三层次”的应用型教学模式的构建,有效地解决了理论教学和工程应用联系不够紧密的问题,解决了实践环节薄弱、学员应用能力和创新能力不高,以及“工程流体力学”课程和实验与其他课程融合度不高的问题,为革新教学手段和教学方法提供了重要的平台,为提高教学水平和教学质量以及培养学员的实践创新能力奠定了坚实的基础。同时,该应用型教学模式的实施也可以为学校其他相关专业的专业课教学训练提供有力的借鉴和指导。

参考文献:

[1]李伟锋,等.依托科研优势建设面向应用特色流体力学课程[J].化工高等教育,2010,113(8):20-25.

[2]赵存有,等.工程流体力学课程创新实践平台的构建[J].实验技术与管理,2012,29(9):135-137.

[3]苏新兵,等.“应用流体力学”课程教学改革情况和几点体会[J].中国电力教育,2011,(19):90-92.

[4]王明波,等.流体力学基础课程教学研究与实践[J].潍坊学院学报,2009,9(6):142-143.

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